JP2007279629A - Optical device, space part manufacturing method, and projector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device that ensures efficient cooling of a light modulation element, without causing image quality degradation, and to provide a space part manufacturing method and a projector. <P>SOLUTION: The optical apparatus 800 comprises a light modulation element (light valve 71); and a light valve cooling frame 110, disposed outside of the image formation area 71a of the light valve 71 and having a hollow part 111 filled with a liquid coolant 90. The light valve 71 includes an element substrate (TFT array substrate 4); an opposite substrate 5; and a light intercepting part 21, formed so as to be head conductive within the cross-section of the inner face in an area of the opposite substrate 5, by which of the light rays entering the element substrate from the external face of the opposite substrate 5, a light ray traveling toward an area between the adjacent pixel electrodes 20 is intercepted, but a light ray traveling toward the effective display area of the pixel electrode 20 is not intercepted. The light valve cooling frame 110 holds the light valve 71, by firmly fixing the light intercepting part 21 of the light valve 71 so that heat can be conducted with respect to the liquid coolant 90 inside the hollow 111. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学装置、間隙部の製造方法、及びプロジェクタに関するものである。   The present invention relates to an optical device, a method for manufacturing a gap, and a projector.

従来、プロジェクタは、光源装置が発光して光束を射出することによる熱エネルギーで、光学素子である光変調素子としてのライトバルブ、光変換素子としての偏光板などが発熱する。その発熱するライトバルブや偏光板に対する冷却方式は、冷却ファンなどを用いて、外気を吹き付ける空冷方式が主流となっている。しかし、近年のプロジェクタは、高輝度化が進み、冷却性能を向上する必要が出てきている。冷却性能を向上させるためには、一般的に冷却ファンの風量・風速を大きくすることにより対応しているため、プロジェクタの小型化・静音化などが犠牲となっている。また、外気をプロジェクタ内部に多く取込むため、塵埃・油煙なども吸気してしまい、冷却対象となる光学素子(ライトバルブや偏光板を含む)を汚染して光学素子の性能を低下させる原因ともなっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a projector, a light valve as a light modulation element, which is an optical element, a polarizing plate as a light conversion element, and the like generate heat by heat energy generated by the light source device emitting light and emitting a light beam. As a cooling method for the light valve and the polarizing plate that generate heat, an air cooling method in which outside air is blown using a cooling fan or the like is mainly used. However, recent projectors have been improved in brightness and need to improve cooling performance. In general, the cooling performance is improved by increasing the air flow rate and speed of the cooling fan, which sacrifices downsizing and noise reduction of the projector. In addition, since a large amount of outside air is taken into the projector, dust and oily smoke are also sucked in, causing contamination of the optical elements (including light valves and polarizing plates) to be cooled, leading to deterioration of the performance of the optical elements. ing.

上述した問題を解決するために、液体冷媒を用いてライトバルブや偏光板などを冷却する液冷方式が提案されている。液冷方式を実現する液冷構造として、特許文献1では、ライトバルブを枠に固定して、枠の中の液体冷媒を循環させるものが提案されている。また、特許文献2では、ライトバルブの基板に液体冷媒を全面的に接したものが提案されている。また、特許文献3では、ライトバルブを構成する基板に透明な熱伝導層を形成して、基板からの熱伝導性を向上させたものが提案されている。   In order to solve the above-described problem, a liquid cooling method for cooling a light valve, a polarizing plate, and the like using a liquid refrigerant has been proposed. As a liquid cooling structure for realizing a liquid cooling system, Patent Document 1 proposes a structure in which a light valve is fixed to a frame and a liquid refrigerant in the frame is circulated. Patent Document 2 proposes a liquid refrigerant that is in full contact with the substrate of the light valve. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 proposes a method in which a transparent heat conductive layer is formed on a substrate constituting a light valve to improve the heat conductivity from the substrate.

特開2005−275189号公報JP 2005-275189 A 特開2005−326660号公報JP 2005-326660 A 特開2003−156729号公報JP 2003-156729 A

しかしながら、特許文献1は、発熱源である基板面から直接的に熱を取り去ることができず、基板から枠への熱伝導による間接的な冷却のため、冷却効率が低下するという課題があった。また、特許文献2は、照明系の焦点面となるライトバルブ面に液体冷媒が流れるため、液体冷媒に発生する気泡や温度の不均一によるゆらぎなどによって投射映像の画質劣化が発生し易いという課題があった。また、特許文献3は、熱伝導層が薄膜のため、十分な量の熱を伝導させるには少々課題があった。   However, Patent Document 1 cannot directly remove heat from the substrate surface, which is a heat source, and has a problem that cooling efficiency is reduced due to indirect cooling by heat conduction from the substrate to the frame. . Further, in Patent Document 2, since the liquid refrigerant flows on the light valve surface that is the focal plane of the illumination system, the image quality of the projected image is likely to be deteriorated due to bubbles generated in the liquid refrigerant or fluctuation due to temperature nonuniformity. was there. Moreover, since the heat conductive layer is a thin film in Patent Document 3, there is a problem in conducting a sufficient amount of heat.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光変調素子に対して、画質低下を起こさず効率的な冷却を実現できる光学装置、間隙部の製造方法、及びプロジェクタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an optical device, a gap manufacturing method, and a projector that can realize efficient cooling of a light modulation element without causing image quality degradation. Objective.

上述した目的を達成するために、本発明の光学装置は、液体冷媒を用いて冷却を行う光学装置であって、光束を画像情報に応じて変調して射出する光変調素子と、光変調素子を保持し、光変調素子の画像形成領域外に対応する領域に、液体冷媒が内部に封入される中空部が形成され、熱伝導性を有する光変調素子冷却枠と、を備え、光変調素子は、複数の画素電極および画素電極を駆動するスイッチング素子が配列された素子基板と、素子基板と対向して設けられ、所定領域内の内面に断面を有する対向基板と、対向基板の外面から素子基板側に向けて所定角度で入射する入射光のうち、隣接する画素電極の間の領域へ向かう光を遮光して画素電極の有効表示領域へ向かう入射光を遮光しない対向基板の所定領域内に有する断面内に、熱伝導性を有して形成される遮光部と、を有し、光変調素子冷却枠は、中空部内の液体冷媒に対して熱伝導可能に光変調素子の有する遮光部を密着固定して、光変調素子を保持することを特徴とする。
ここで、「対向基板の内面」とは、対向基板の基板面のうち素子基板と対向する基板面を意味し、「対向基板の外面」とは、この内面とは反対側の基板面を意味する。また、有効表示領域とは、画素電極により形成される画素領域のうち、表示に有効な領域(スイッチング素子の形成領域や各種配線の形成領域などは無効領域となる)をいう。
In order to achieve the above-described object, an optical device of the present invention is an optical device that performs cooling using a liquid refrigerant, and modulates and emits a light beam according to image information, and a light modulation device A light modulation element cooling frame having a thermal conductivity and a hollow portion in which a liquid refrigerant is sealed is formed in an area corresponding to the outside of the image forming area of the light modulation element. Includes an element substrate on which a plurality of pixel electrodes and switching elements for driving the pixel electrodes are arranged, a counter substrate provided facing the element substrate and having a cross section on the inner surface in a predetermined region, and an element from the outer surface of the counter substrate Of incident light incident at a predetermined angle toward the substrate side, the light directed to the region between adjacent pixel electrodes is shielded, and the incident light directed to the effective display region of the pixel electrode is not shielded within a predetermined region of the counter substrate. Within the cross section, heat conduction The light modulation element cooling frame is configured to closely fix the light shielding part of the light modulation element so as to be able to conduct heat with respect to the liquid refrigerant in the hollow portion. It is characterized by holding.
Here, “the inner surface of the counter substrate” means a substrate surface of the counter substrate that faces the element substrate, and “the outer surface of the counter substrate” means a substrate surface opposite to the inner surface. To do. In addition, the effective display area refers to an area effective for display among pixel areas formed by pixel electrodes (a switching element formation area, various wiring formation areas, and the like are invalid areas).

このような光学装置によれば、光変調素子の画像形成領域外に対応する領域に、液体冷媒が内部に封入される中空部が形成されるため、光変調素子の画像形成領域には液体冷媒が存在しない。これにより、液体冷媒に発生する気泡や温度の不均一によるゆらぎなどによって投射映像の画質劣化が発生しない。
また、遮光部が、隣接する画素電極の間の領域へ向かう光を遮光して、画素電極の有効表示領域へ向かう入射光を遮光しない対向基板の所定領域内に形成されるため、画素電極へ向かう光が弱まることが無い。
また、遮光部は、対向基板の所定領域内の内面に有する断面内に、熱伝導性を有して形成されるため、熱が伝導する方向に対する断面積を十分に大きくすることができ、光変調素子内部で発生した熱を効率よく伝導することができる。
また、光変調素子冷却枠は、中空部内の液体冷媒に対して熱伝導可能に遮光部を密着固定するため、光変調素子で発熱した熱が遮光部に伝導し、その熱は、遮光部から光変調素子冷却枠に伝導し、光変調素子冷却枠の外面から放熱されると共に、熱は中空部内の液体冷媒に伝導する。液体冷媒に熱が伝導することにより、液体冷媒の自然対流が起こり、熱が効率的に冷却される。
従って、画質低下を起こさず効率的な冷却を実現できる。
According to such an optical device, since the hollow portion in which the liquid refrigerant is sealed is formed in the area corresponding to the outside of the image forming area of the light modulation element, the liquid refrigerant is formed in the image forming area of the light modulation element. Does not exist. As a result, the image quality of the projected image does not deteriorate due to bubbles generated in the liquid refrigerant or fluctuations due to temperature non-uniformity.
Further, since the light shielding portion is formed in a predetermined region of the counter substrate that shields the light traveling toward the region between the adjacent pixel electrodes and does not shield the incident light traveling toward the effective display region of the pixel electrode. The light that goes is never weakened.
Further, since the light shielding portion is formed with thermal conductivity in the cross section of the inner surface in the predetermined area of the counter substrate, the cross sectional area with respect to the direction in which heat is conducted can be sufficiently increased. Heat generated inside the modulation element can be efficiently conducted.
In addition, the light modulation element cooling frame closely fixes the light shielding portion so as to be able to conduct heat with respect to the liquid refrigerant in the hollow portion, so that heat generated by the light modulation element is conducted to the light shielding portion, and the heat is transmitted from the light shielding portion. The heat is conducted to the light modulation element cooling frame and is radiated from the outer surface of the light modulation element cooling frame, and the heat is conducted to the liquid refrigerant in the hollow portion. When heat is conducted to the liquid refrigerant, natural convection of the liquid refrigerant occurs and the heat is efficiently cooled.
Therefore, efficient cooling can be realized without causing image quality degradation.

上記光学装置において、光変調素子冷却枠の中空部と連結され、液体冷媒を循環させる流路を形成する循環部と、循環部の流路中に設置され、循環部を介して連結される中空部に液体冷媒を強制的に循環させる循環駆動部と、を備えることが好ましい。   In the above optical device, a hollow part connected to the hollow part of the light modulation element cooling frame and forming a flow path for circulating the liquid refrigerant, and a hollow installed in the flow path of the circulation part and connected via the circulation part It is preferable to include a circulation drive unit that forcibly circulates the liquid refrigerant in the unit.

このような光学装置によれば、循環駆動部により、循環部が形成する流路中に液体冷媒を強制的に循環させるため、循環部と連結される中空部の内部で強制的な対流がおこる。それにより、中空部が形成される光変調素子冷却枠が保持する光変調素子の熱は、強制的な循環と対流により更に効率的に冷却される。従って、更に効率的な冷却を実現できる。   According to such an optical device, since the liquid refrigerant is forcibly circulated in the flow path formed by the circulation unit by the circulation drive unit, forced convection occurs inside the hollow portion connected to the circulation unit. . Accordingly, the heat of the light modulation element held by the light modulation element cooling frame in which the hollow portion is formed is further efficiently cooled by forced circulation and convection. Therefore, more efficient cooling can be realized.

上記光学装置において、循環部および循環駆動部は、中空部を形成する光変調素子冷却枠に設置されて構成されることが好ましい。   In the optical device, it is preferable that the circulation unit and the circulation drive unit are installed in a light modulation element cooling frame that forms a hollow portion.

このような光学装置によれば、循環部および循環駆動部が光変調素子冷却枠に設置されて構成されることにより、コンパクトな冷却構造を構成することができ、光変調素子の熱を冷却することができるため、光学装置の製造における組立性や光学装置の信頼性が向上する。   According to such an optical device, the circulation unit and the circulation drive unit are installed and configured in the light modulation element cooling frame, so that a compact cooling structure can be configured and the heat of the light modulation element is cooled. Therefore, the assemblability in manufacturing the optical device and the reliability of the optical device are improved.

上記光学装置において、遮光部が形成される断面内に液体冷媒が封入される間隙部を有していることが好ましい。   In the above optical device, it is preferable to have a gap portion in which the liquid refrigerant is sealed in the cross section where the light shielding portion is formed.

このような光学装置によれば、遮光部が形成される断面内に液体冷媒が封入される間隙部を有するため、液体冷媒の対流により熱伝達が効率的に行われ、効率的な冷却を実現できる。   According to such an optical device, since there is a gap portion in which the liquid refrigerant is sealed in the cross section where the light shielding portion is formed, heat transfer is efficiently performed by convection of the liquid refrigerant, and efficient cooling is realized. it can.

上記光学装置において、断面内に液体冷媒が封入される中空部材が設置されることが好ましい。   In the optical device, it is preferable that a hollow member in which a liquid refrigerant is enclosed is installed in a cross section.

このような光学装置によれば、断面内に液体冷媒が封入される中空部材を有するため、液体冷媒の漏洩のリスクを抑えることができる。   According to such an optical device, since the hollow member in which the liquid refrigerant is sealed is included in the cross section, the risk of leakage of the liquid refrigerant can be suppressed.

上述した目的を達成するために、本発明の間隙部の製造方法は、対向基板の有する断面内に、遮光部を形成する材料とは異なる材料により被間隙部を形成する工程と、断面内に被間隙部を覆うように遮光部を形成する工程と、被間隙部を除去する除去工程と、を含むことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a gap portion manufacturing method of the present invention includes a step of forming a gap portion with a material different from a material for forming a light shielding portion in a cross section of a counter substrate, The method includes a step of forming a light shielding portion so as to cover the gap portion and a removing step of removing the gap portion.

このような間隙部の製造方法によれば、後に間隙部となる被間隙部を最初に形成し、次に、被間隙部を覆うように遮光部を形成し、次に、除去工程により被間隙部を除去することにより、間隙部を効率良く形成することができる。   According to such a method for manufacturing a gap portion, a gap portion to be a gap portion later is formed first, then a light shielding portion is formed so as to cover the gap portion, and then a gap is formed by a removal process. By removing the portion, the gap can be formed efficiently.

上述した目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、上述したいずれかの光学装置と、光束を射出する光源装置と、光学装置により形成された光学像を投射する投射部と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a projector according to the present invention includes any one of the above-described optical devices, a light source device that emits a light beam, and a projection unit that projects an optical image formed by the optical device. It is characterized by.

このようなプロジェクタによれば、上述したいずれかの光学装置を備え、光源装置から光束が射出され、光学装置で画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投射部により形成された光学像を投射する。これにより、上述した光学装置の効果を併せ持つことで、温度特性が向上したプロジェクタを提供することができる。   According to such a projector, any one of the optical devices described above is provided, a light beam is emitted from the light source device, and an optical image is formed by the optical device according to image information, and is formed by the projection unit. Project an image. Accordingly, it is possible to provide a projector having improved temperature characteristics by combining the effects of the optical device described above.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
なお本明細書では、光変調素子としての液晶ライトバルブに関して、各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また、「非選択電圧印加時」および「選択電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶の配向が変化するしきい値電圧近傍である時」および「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧に比べて十分高い時」を意味しているものとする。
なお本実施形態では、液晶ライトバルブに関して、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下TFTという)素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型の液晶ライトバルブを例にして説明する。
(第1実施形態)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
In the present specification, regarding the liquid crystal light valve as the light modulation element, the liquid crystal layer side of each component is referred to as the inner side, and the opposite side is referred to as the outer side. “When non-selection voltage is applied” and “when selection voltage is applied” are respectively “when the applied voltage to the liquid crystal layer is near the threshold voltage at which the liquid crystal orientation changes” and “applied to the liquid crystal layer”. "When the voltage is sufficiently higher than the threshold voltage of the liquid crystal".
In the present embodiment, the liquid crystal light valve will be described by taking an active matrix type transmissive liquid crystal light valve using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) element as a switching element as an example.
(First embodiment)

図1は、本発明の第1実施形態に係る液晶ライトバルブの等価回路図である。図1を用いて、液晶ライトバルブ1の等価回路図を説明する。   FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal light valve according to the first embodiment of the present invention. An equivalent circuit diagram of the liquid crystal light valve 1 will be described with reference to FIG.

透過型の液晶ライトバルブ1の画像表示領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極20が形成されている。また、その画素電極20の側方には、当該画素電極20への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子15が形成されている。このTFT素子15のソースには、データ線10が電気的に接続されている。その各データ線10には、画像信号S1,S2,…,Snが供給されるようになっている。なお画像信号S1,S2,…,Snは、各データ線10に対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線10に対してグループ毎に供給しても良い。   Pixel electrodes 20 are formed on a plurality of dots arranged in a matrix so as to form an image display area of the transmissive liquid crystal light valve 1. Further, on the side of the pixel electrode 20, a TFT element 15 that is a switching element for performing energization control to the pixel electrode 20 is formed. The data line 10 is electrically connected to the source of the TFT element 15. Each data line 10 is supplied with image signals S1, S2,..., Sn. The image signals S1, S2,..., Sn may be supplied to each data line 10 in this order, or may be supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 10.

また、TFT素子15のゲートには、走査線9が電気的に接続されている。走査線9には、所定のタイミングでパルス的に走査信号G1,G2,…,Gnが供給されるようになっている。なお走査信号G1,G2,…,Gnは、各走査線9に対してこの順に線順次で印加する。また、TFT素子15のドレインには、画素電極20が電気的に接続されている。そして、走査線9から供給された走査信号G1,G2,…,Gnにより、スイッチング素子であるTFT素子15を一定期間だけオン状態にすると、データ線10から供給された画像信号S1,S2,…,Snが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。   Further, the scanning line 9 is electrically connected to the gate of the TFT element 15. Scanning signals G1, G2,..., Gn are supplied to the scanning lines 9 in pulses at predetermined timing. The scanning signals G1, G2,..., Gn are applied sequentially to the respective scanning lines 9 in this order. Further, the pixel electrode 20 is electrically connected to the drain of the TFT element 15. When the TFT elements 15 as switching elements are turned on for a certain period by the scanning signals G1, G2,..., Gn supplied from the scanning lines 9, the image signals S1, S2,. , Sn are written to the liquid crystal of each pixel at a predetermined timing.

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1,S2,…,Snは、画素電極20と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号S1,S2,…,Snがリークするのを防止するため、画素電極20と容量線60との間に蓄積容量51が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて、階調表示ができるようになっている。   The predetermined level image signals S1, S2,..., Sn written in the liquid crystal are held for a certain period by a liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 20 and a common electrode described later. In order to prevent leakage of the held image signals S1, S2,..., Sn, a storage capacitor 51 is formed between the pixel electrode 20 and the capacitor line 60, and is arranged in parallel with the liquid crystal capacitor. . Thus, when a voltage signal is applied to the liquid crystal, the alignment state of the liquid crystal molecules changes depending on the applied voltage level. As a result, the light incident on the liquid crystal is modulated so that gradation display can be performed.

図2は、液晶ライトバルブの平面構造の説明図である。図2を用いて、液晶ライトバルブ1の平面構造を説明する。   FIG. 2 is an explanatory diagram of a planar structure of the liquid crystal light valve. The planar structure of the liquid crystal light valve 1 will be described with reference to FIG.

本実施形態の液晶ライトバルブ1では、素子基板としてのTFTアレイ基板4(図3に図示)上に、矩形形状の画素電極20(破線20aによりその輪郭を示す)がマトリクス状に配列形成されている。また、画素電極20の縦横の境界に沿って、データ線10、走査線9および容量線60が設けられている。また、斜線で示す領域(対向基板5(図3に図示)上)には遮光部21が格子状に設けられる。本実施形態では、各画素電極20の形成された領域がドット領域であり、マトリクス状に配置されたドット領域ごとに表示を行うことができるようになっている。   In the liquid crystal light valve 1 of the present embodiment, rectangular pixel electrodes 20 (whose outline is indicated by broken lines 20a) are arranged in a matrix on a TFT array substrate 4 (shown in FIG. 3) as an element substrate. Yes. A data line 10, a scanning line 9, and a capacitor line 60 are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 20. In addition, light shielding portions 21 are provided in a lattice shape in a region indicated by diagonal lines (on the counter substrate 5 (shown in FIG. 3)). In the present embodiment, the area where each pixel electrode 20 is formed is a dot area, and display can be performed for each dot area arranged in a matrix.

TFT素子15(図3に図示)は、ポリシリコン膜等からなる半導体層1aを中心として形成されている。半導体層1aのソース領域(後述)には、コンタクトホール53を介して、データ線10が電気的に接続されている。また、半導体層1aのドレイン領域(後述)には、コンタクトホール54を介して、画素電極20が電気的に接続されている。一方、半導体層1aにおける走査線9との対向部分には、チャネル領域1a’が形成されている。なお走査線9は、チャネル領域1a’との対向部分においてゲート電極として機能する。   The TFT element 15 (shown in FIG. 3) is formed around a semiconductor layer 1a made of a polysilicon film or the like. A data line 10 is electrically connected to a source region (described later) of the semiconductor layer 1 a through a contact hole 53. Further, the pixel electrode 20 is electrically connected to the drain region (described later) of the semiconductor layer 1 a through the contact hole 54. On the other hand, a channel region 1a 'is formed in a portion facing the scanning line 9 in the semiconductor layer 1a. The scanning line 9 functions as a gate electrode at a portion facing the channel region 1a '.

図3は、液晶ライトバルブの断面構造の説明図であり、図2のA−A’線における側面断面図である。図3を用いて、液晶ライトバルブ1の断面構造を説明する。   FIG. 3 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of the liquid crystal light valve, and is a side cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 2. The cross-sectional structure of the liquid crystal light valve 1 will be described with reference to FIG.

図3に示すように、本実施形態の液晶ライトバルブ1は、TFTアレイ基板4と、これに対向配置された対向基板5と、これらの間に挟持された液晶層8とを主体として構成されている。TFTアレイ基板4は、ガラスや石英等の透光性材料からなり、内側にはTFT素子15や画素電極20、配向膜22aなどが設けられている。一方の対向基板5は、ガラスや石英等の透光性材料からなり、内側には共通電極57や配向膜22bなどが設けられている。   As shown in FIG. 3, the liquid crystal light valve 1 of the present embodiment is mainly composed of a TFT array substrate 4, a counter substrate 5 disposed opposite to the TFT array substrate 4, and a liquid crystal layer 8 sandwiched therebetween. ing. The TFT array substrate 4 is made of a translucent material such as glass or quartz, and the TFT element 15, the pixel electrode 20, the alignment film 22 a, and the like are provided on the inner side. One counter substrate 5 is made of a light-transmitting material such as glass or quartz, and a common electrode 57 and an alignment film 22b are provided on the inner side.

TFTアレイ基板4の表面には第1層間絶縁膜59が形成されている。そして、第1層間絶縁膜59の表面には多結晶シリコン等からなる半導体層1aが形成され、この半導体層1aを中心としてTFT素子15が形成されている。半導体層1aにおける走査線9との対向部分にはチャネル領域1a’が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。なお、このTFT素子15はLDD(Lightly Doped Drain)構造を採用しているため、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域(LDD領域)とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域1bと高濃度ソース領域1dとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域1cと高濃度ドレイン領域1eとが形成されている。   A first interlayer insulating film 59 is formed on the surface of the TFT array substrate 4. A semiconductor layer 1a made of polycrystalline silicon or the like is formed on the surface of the first interlayer insulating film 59, and the TFT element 15 is formed around the semiconductor layer 1a. A channel region 1a 'is formed in a portion of the semiconductor layer 1a facing the scanning line 9, and a source region and a drain region are formed on both sides thereof. Since the TFT element 15 employs an LDD (Lightly Doped Drain) structure, a high concentration region having a relatively high impurity concentration and a relatively low concentration region (LDD) are respectively provided in the source region and the drain region. Region). That is, a low concentration source region 1b and a high concentration source region 1d are formed in the source region, and a low concentration drain region 1c and a high concentration drain region 1e are formed in the drain region.

半導体層1aの表面には、ゲート絶縁膜2が形成されている。そして、ゲート絶縁膜2の表面に走査線9が形成されて、その一部がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜2および走査線9の表面には、第2層間絶縁膜61が形成されている。そして、第2層間絶縁膜61の表面にデータ線10が形成され、第2層間絶縁膜61に形成されたコンタクトホール53を介して、高濃度ソース領域1dと電気的に接続されている。さらに、第2層間絶縁膜61およびデータ線10の表面には、第3層間絶縁膜62が形成されている。そして、第3層間絶縁膜62の表面には、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide、以下ITOという)等の透明導電性材料からなる画素電極20が形成されている。この画素電極20は、第2層間絶縁膜61および第3層間絶縁膜62に形成されたコンタクトホール54を介して、高濃度ドレイン領域1eと電気的に接続されている。さらに、画素電極20の内側には、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜22aが形成されている。配向膜22aの表面にはラビング等が施され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向方向を規制しうるようになっている。なお、走査線9はゲート電極を含むものとして説明したが、走査線9をゲート電極とは別層に形成して、コンタクトホールを介して接続する構成でも良い。   A gate insulating film 2 is formed on the surface of the semiconductor layer 1a. Then, a scanning line 9 is formed on the surface of the gate insulating film 2, and a part thereof constitutes a gate electrode. A second interlayer insulating film 61 is formed on the surfaces of the gate insulating film 2 and the scanning line 9. The data line 10 is formed on the surface of the second interlayer insulating film 61 and is electrically connected to the high-concentration source region 1 d through the contact hole 53 formed in the second interlayer insulating film 61. Further, a third interlayer insulating film 62 is formed on the surfaces of the second interlayer insulating film 61 and the data line 10. A pixel electrode 20 made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO) is formed on the surface of the third interlayer insulating film 62. The pixel electrode 20 is electrically connected to the high concentration drain region 1 e through a contact hole 54 formed in the second interlayer insulating film 61 and the third interlayer insulating film 62. Further, an alignment film 22 a made of an organic material such as polyimide is formed inside the pixel electrode 20. The surface of the alignment film 22a is rubbed or the like so that the alignment direction of the liquid crystal molecules when a non-selection voltage is applied can be regulated. Although the scanning line 9 has been described as including a gate electrode, the scanning line 9 may be formed in a different layer from the gate electrode and connected via a contact hole.

なお、本実施形態では、半導体層1aを延設して第1蓄積容量電極1fが形成されている。また、ゲート絶縁膜2を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線60が配置されて第2蓄積容量電極が形成されている。これらにより、上述した蓄積容量51が構成されている。   In the present embodiment, the first storage capacitor electrode 1f is formed by extending the semiconductor layer 1a. Further, the gate insulating film 2 is extended to form a dielectric film, and the capacitor line 60 is arranged on the surface thereof to form a second storage capacitor electrode. Thus, the above-described storage capacitor 51 is configured.

対向基板5の表面には、ほぼ全面にわたってITO等の透明導電性材料からなる共通電極57が形成されている。さらに、共通電極57の表面には、必要に応じて撥水層(不図示)を介して、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜22bが形成されている。配向膜22bの表面にはラビング等が施され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向方向を規制しうるようになっている。   A common electrode 57 made of a transparent conductive material such as ITO is formed on the surface of the counter substrate 5 over substantially the entire surface. Further, an alignment film 22b made of an organic material such as polyimide is formed on the surface of the common electrode 57 through a water repellent layer (not shown) as necessary. The surface of the alignment film 22b is rubbed or the like so that the alignment direction of the liquid crystal molecules when a non-selection voltage is applied can be regulated.

配向膜22a,22bを形成するには、まずポリイミドをスピンコートにより塗布し、約80℃で10分間程度乾燥させて溶剤を揮発させた後に、約180℃で1時間程度焼成して、ポリイミド膜を形成する。さらに、そのポリイミド膜をラビング密度450程度でラビング処理すれば、配向膜22a、22bが形成される。一例を挙げれば、配向膜22a,22bの厚さは、約25nmに形成されている。なお、配向膜22a,22bの厚さは5〜50nmとすることが好ましく、15〜30nmとすることがより好ましい。   In order to form the alignment films 22a and 22b, polyimide is first applied by spin coating, dried at about 80 ° C. for about 10 minutes to volatilize the solvent, and then baked at about 180 ° C. for about 1 hour. Form. Further, if the polyimide film is rubbed at a rubbing density of about 450, the alignment films 22a and 22b are formed. For example, the alignment films 22a and 22b have a thickness of about 25 nm. Note that the thickness of the alignment films 22a and 22b is preferably 5 to 50 nm, and more preferably 15 to 30 nm.

そして、TFTアレイ基板4および対向基板5を周縁部で接着するシール材6(図9に図示)の内側には、ネマチック液晶からなる液晶層8が封止されている。このネマチック液晶分子は、正の誘電率異方性を示すものであり、非選択電圧印加時には電極に対して水平に配向し、選択電圧印加時には電極に対して垂直に配向するようになっている。なお、TFTアレイ基板4の配向膜22aによる配向規制方向と、対向基板5の配向膜22bによる配向規制方向とは、約90°ねじれた状態で配置されている。これにより、本実施形態の液晶ライトバルブ1は、ツイステッドネマチックモードで動作するようになっている。なお、液晶モードとしては、ツイステッドネマチックモードの他に負の誘電率異方性を持つ液晶モード、すなわち垂直配向モードでも良い。   A liquid crystal layer 8 made of nematic liquid crystal is sealed inside a sealing material 6 (shown in FIG. 9) for bonding the TFT array substrate 4 and the counter substrate 5 at the peripheral edge. This nematic liquid crystal molecule exhibits a positive dielectric anisotropy, and is oriented horizontally with respect to the electrode when a non-selective voltage is applied, and perpendicularly with respect to the electrode when a selective voltage is applied. . Note that the alignment regulation direction by the alignment film 22a of the TFT array substrate 4 and the alignment regulation direction by the alignment film 22b of the counter substrate 5 are arranged in a state twisted by about 90 °. As a result, the liquid crystal light valve 1 of the present embodiment operates in the twisted nematic mode. In addition to the twisted nematic mode, the liquid crystal mode may be a liquid crystal mode having negative dielectric anisotropy, that is, a vertical alignment mode.

図4は、本実施形態に係る液晶ライトバルブの説明図である。なお、図4は、図3に示す断面構造の概略図であり、理解を容易にするため適宜記載を省略している。図4を用いて、液晶ライトバルブ1の遮光部21に関係する断面構造を説明する。   FIG. 4 is an explanatory diagram of the liquid crystal light valve according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram of the cross-sectional structure shown in FIG. 3, and is omitted as appropriate for easy understanding. A cross-sectional structure related to the light shielding portion 21 of the liquid crystal light valve 1 will be described with reference to FIG.

TFT素子15の形成領域に対応する対向基板5の内面に、遮光部21が形成されている。遮光部21は、対向基板5に入射する光を遮光させると共に、熱伝導を行わせるために、アルミニウム単体や、アルミニウムに他の金属膜を積層したもので構成される。   A light shielding portion 21 is formed on the inner surface of the counter substrate 5 corresponding to the formation region of the TFT element 15. The light shielding unit 21 is made of aluminum alone or a laminate of other metal film on aluminum so as to shield light incident on the counter substrate 5 and to conduct heat.

図4(a)に示すように、遮光部21は、膜状に形成されるのではなく、例えば断面が三角形に形成される。具体的には、対向基板5の内面に幅L(L=約4μm)、対向基板5の内部に深さh(h=約10μm)となるように、また、対向基板5の内部で徐々に先細りとなるように対向基板5に埋め込まれて形成される。このように遮光部21が断面を有していることで、液晶ライトバルブ1の内部で発生した熱が遮光部21の延在方向へ伝わり易くなっている。遮光部21のように幅Lが約4μm、深さ(高さ)が約10μmの断面であれば、熱が伝導する方向に対する断面積が十分に大きいといえる。   As shown in FIG. 4A, the light shielding portion 21 is not formed in a film shape, but has a triangular cross section, for example. Specifically, the width L (L = about 4 μm) is formed on the inner surface of the counter substrate 5 and the depth h (h = about 10 μm) is formed inside the counter substrate 5, and gradually inside the counter substrate 5. It is embedded in the counter substrate 5 so as to be tapered. Thus, since the light shielding part 21 has a cross section, the heat generated inside the liquid crystal light valve 1 is easily transmitted in the extending direction of the light shielding part 21. If the cross section has a width L of about 4 μm and a depth (height) of about 10 μm as in the light shielding portion 21, it can be said that the cross-sectional area in the direction in which heat is conducted is sufficiently large.

この先細り部分(以下、「テーパ部」という。)21aは、基板に垂直な方向(法線方向)に対して角度θ3をなすように傾いている。なお、光源からの光は、対向基板5に対して一定の方向から入射角θ1で対向基板5に入射し、屈折角θ2で屈折して対向基板5内を直進するようになっている。対向基板5を形成する材料(例えばガラス)の屈折率をn2とすると、sin(θ1)=n2sin(θ2)となる。 The tapered portion (hereinafter referred to as “taper portion”) 21 a is inclined so as to form an angle θ 3 with respect to a direction (normal direction) perpendicular to the substrate. The light from the light source is incident on the counter substrate 5 at an incident angle θ 1 from a certain direction with respect to the counter substrate 5, refracts at the refraction angle θ 2 , and travels straight in the counter substrate 5. . When the refractive index of a material (for example, glass) forming the counter substrate 5 is n 2 , sin (θ 1 ) = n 2 sin (θ 2 ).

図4(b)に示すように、対向基板5に入射した入射光α1及び入射光β1は、遮光部21に遮られること無く画素電極20に到達する。入射光α1よりも図中左側から入射する入射光α2や、入射光β1よりも図中右側から入射する入射光β2は、遮光部21により遮られることになる。このような光は、遮光部21が存在しない場合には画素電極20に到達するのではなく、隣接する画素電極20の間の領域25に到達する光である。遮光部21は、このような画素電極20以外に到達する光を遮光して(いわゆる有効表示領域ではない領域に到達する光を遮光する)、かつ、画素電極20に到達する光を遮光しないように(いわゆる有効表示領域に到達する光を遮光しない)、図4(b)に示す入射光αを表す線と、入射光βを表す線と、対向基板5の表面を示す線とで囲まれた領域Σ内に収まるように形成されている。対向基板5の表面から領域Σの頂点Pまでの深さHは、式(1)で表すことができる。
H=L/(2(tanθ2))・・・・式(1)
ここで、θ2は上述した入射光の屈折角の値、Lは上述した遮光部21の幅の値を示すものである。θ2については、例えば16°程度にすることが好ましい。
As shown in FIG. 4B, the incident light α 1 and the incident light β 1 incident on the counter substrate 5 reach the pixel electrode 20 without being blocked by the light blocking portion 21. And the incident light alpha 2 incident from the left side in the drawing than the incident light alpha 1, incident light beta 2 incident from the right side in the drawing than the incident light beta 1 will be shielded by the light shielding unit 21. Such light does not reach the pixel electrode 20 when the light blocking portion 21 is not present, but reaches the region 25 between the adjacent pixel electrodes 20. The light shielding unit 21 shields light reaching other than the pixel electrode 20 (shields light reaching an area other than the so-called effective display area) and does not shield light reaching the pixel electrode 20. (Does not block light reaching the so-called effective display area), and is surrounded by a line representing incident light α, a line representing incident light β and a line representing the surface of the counter substrate 5 shown in FIG. Is formed so as to fit within the region Σ. A depth H from the surface of the counter substrate 5 to the apex P of the region Σ can be expressed by Expression (1).
H = L / (2 (tanθ 2 )) ··· Formula (1)
Here, θ 2 represents the value of the refraction angle of the incident light described above, and L represents the value of the width of the light shielding unit 21 described above. For example, θ 2 is preferably about 16 °.

図4(c)に示すように、図4(b)に示す領域Σからはみ出るように遮光部21を形成した場合、例えば遮光部21の幅Lの値を変えずに高さhの値を式(1)の値よりも大きくした場合には、本来画素電極20に到達することができる入射光α3であっても、遮光部21に遮光されてしまう。なお、ここでは比較のため、図4(c)中に、図4(b)で示した遮光部21を一点鎖線で示してある。入射光α3は一点鎖線で示した遮光部のちょうどふもとの部分を通過して画素電極20に到達することができるが、実線で示した遮光部21のテーパ部21aに遮られ画素電極20に到達することができない。 As shown in FIG. 4C, when the light shielding part 21 is formed so as to protrude from the region Σ shown in FIG. 4B, for example, the value of the height h is changed without changing the value of the width L of the light shielding part 21. When the value is larger than the value of Expression (1), even the incident light α 3 that can originally reach the pixel electrode 20 is shielded by the light shielding portion 21. For comparison, the light shielding portion 21 shown in FIG. 4B is indicated by a one-dot chain line in FIG. 4C for comparison. The incident light α 3 can reach the pixel electrode 20 through the very bottom portion of the light shielding portion indicated by the alternate long and short dash line, but is blocked by the tapered portion 21a of the light shielding portion 21 indicated by the solid line. Can't reach.

なお、液晶ライトバルブ1の対向基板5の外形形状は、TFTアレイ基板4(素子基板)の外形形状より大きく構成されており、対向基板5に形成される遮光部21は、対向基板5の外形端近傍まで形成(延設)されている。   Note that the outer shape of the counter substrate 5 of the liquid crystal light valve 1 is configured to be larger than the outer shape of the TFT array substrate 4 (element substrate), and the light shielding portion 21 formed on the counter substrate 5 is the outer shape of the counter substrate 5. It is formed (extended) near the end.

図5は、液晶ライトバルブの製造工程を示すフローチャートである。図6は、対向側マザー基板に遮光部を形成する工程の説明図である。図5、図6を用いて、本発明の液晶ライトバルブ1の製造工程について説明する。なお、本実施形態では、大面積のマザー基板を用いて複数の液晶ライトバルブを一括して形成し、切断によって個々の液晶ライトバルブ1に分離する方法を例に挙げて説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing the manufacturing process of the liquid crystal light valve. FIG. 6 is an explanatory diagram of a process of forming a light shielding portion on the opposing mother substrate. The manufacturing process of the liquid crystal light valve 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a method in which a plurality of liquid crystal light valves are collectively formed using a mother substrate having a large area and separated into individual liquid crystal light valves 1 by cutting will be described as an example.

ST1からST6までの工程により、対向側マザー基板5Mが形成され、ST11からST13までの工程によって配線や例えばアクティブマトリクス型の液晶ライトバルブであればスイッチング素子等が設けられたTFTアレイ側マザー基板4Mが形成される。なお、TFTアレイ側マザー基板4Mは、TFTアレイ基板4となる複数の矩形の表示領域を含む大判の基板であり、対向側マザー基板5Mは、対向基板5となる複数の矩形の表示領域を含む大判の基板である。   The counter-side mother substrate 5M is formed by the steps ST1 to ST6, and the TFT array-side mother substrate 4M provided with a wiring element, for example, a switching element in the case of an active matrix type liquid crystal light valve, by the steps ST11 to ST13. Is formed. The TFT array-side mother substrate 4M is a large-sized substrate including a plurality of rectangular display areas to be the TFT array substrate 4. The counter-side mother substrate 5M includes a plurality of rectangular display areas to be the counter substrate 5. A large substrate.

まず、対向側マザー基板5Mの形成工程(ST1〜ST6)について説明する。
対向側マザー基板5Mに遮光部21を形成する(ST1)。図6(a)に示すように、対向側マザー基板5Mの表面にレジストRを塗布する。次に、図6(b)に示すように、ダイシングによりレジストRが塗布された対向側マザー基板5Mの表面をレジストRごと切削する。このとき、切削部分28の幅Lや深さhが上述した領域Σ内に収まるようにする。次に、図6(c)に示すように、切削部分28にアルミニウム(図6(c)中の斜線で示す部分)を蒸着させる。そして、図6(d)に示すように、レジストR部分及び上部のアルミニウムを除去すると、遮光部21が形成される。
First, the formation process (ST1 to ST6) of the opposite-side mother substrate 5M will be described.
The light shielding part 21 is formed on the opposing mother substrate 5M (ST1). As shown in FIG. 6A, a resist R is applied to the surface of the opposing mother substrate 5M. Next, as shown in FIG. 6B, the surface of the opposing mother substrate 5M on which the resist R is applied is cut together with the resist R by dicing. At this time, the width L and the depth h of the cutting portion 28 are set within the above-described region Σ. Next, as shown in FIG. 6 (c), aluminum (a portion indicated by oblique lines in FIG. 6 (c)) is deposited on the cut portion 28. Then, as shown in FIG. 6D, when the resist R portion and the upper aluminum are removed, the light shielding portion 21 is formed.

次に、遮光部21が形成された面に平坦化層、共通電極57を順に形成し(ST2)、当該共通電極57を覆うように配向膜22bを形成し(ST3)、この配向膜22bに対してラビング処理を実行する(ST4)。配向膜22bは、例えばポリイミドを塗布又は印刷することによって形成することができる。   Next, a planarization layer and a common electrode 57 are sequentially formed on the surface where the light shielding portion 21 is formed (ST2), an alignment film 22b is formed so as to cover the common electrode 57 (ST3), and the alignment film 22b is formed. Then, the rubbing process is executed (ST4). The alignment film 22b can be formed by applying or printing polyimide, for example.

各表示領域の周縁部には、当該表示領域を囲むようにエポキシ樹脂等からなるシール材6(図9に図示)を矩形枠状に形成する(ST5)。このシール材6は、ディスペンサ等を用いて設計された位置に正確に形成する。シール材6は表示領域の角部を開始点として一筆書きで閉環状に形成される。シール材6が形成されるTFTアレイ側マザー基板4M上の領域には、光反射率が高い例えば金属などの材料からなる反射膜(不図示)を予め形成しておく。   A sealing material 6 (shown in FIG. 9) made of epoxy resin or the like is formed in a rectangular frame shape around the display area so as to surround the display area (ST5). The sealing material 6 is accurately formed at a designed position using a dispenser or the like. The sealing material 6 is formed in a closed ring shape with a single stroke starting from the corner of the display area. In a region on the TFT array side mother substrate 4M where the sealing material 6 is formed, a reflective film (not shown) made of a material such as metal having a high light reflectance is formed in advance.

そして、シール材6で囲まれた表示領域に液晶を塗布する(ST6)。例えば液晶滴下装置内に対向側マザー基板5Mを配置させ、液滴吐出ヘッドから液晶を液滴状にして吐出し、これを基板表面に連続的に多数配置することによって所定の広さを持った液膜を形成する。   And a liquid crystal is apply | coated to the display area enclosed with the sealing material 6 (ST6). For example, the opposing mother substrate 5M is disposed in the liquid crystal dropping device, and liquid crystal is discharged from the droplet discharge head in the form of droplets, and a large number of these are continuously arranged on the substrate surface to have a predetermined width. A liquid film is formed.

次に、TFTアレイ側マザー基板4Mの形成工程(ST11〜ST13)について簡単に説明する。
対向側マザー基板5Mの場合と同様に、石英等の透光性材料からなる大判の基材の各表示領域に走査線9、データ線10等を形成し、画素電極20及びTFT素子15を形成する(ST11)。これら走査線9やデータ線10については、例えば基材の表面全体にアルミニウム等の金属をスパッタし、これをエッチングすることによって、各表示領域に対して一括的に形成することができる。次に、各表示領域内にポリイミド等からなる配向膜を形成し(ST12)、この配向膜に対してラビング処理を実行する(ST13)。
Next, a process of forming the TFT array side mother substrate 4M (ST11 to ST13) will be briefly described.
As in the case of the opposing mother substrate 5M, the scanning lines 9, the data lines 10 and the like are formed in each display region of a large base material made of a light-transmitting material such as quartz, and the pixel electrodes 20 and the TFT elements 15 are formed. (ST11). The scanning lines 9 and the data lines 10 can be collectively formed for each display region by, for example, sputtering a metal such as aluminum on the entire surface of the substrate and etching it. Next, an alignment film made of polyimide or the like is formed in each display region (ST12), and a rubbing process is performed on the alignment film (ST13).

次に、上記の各工程で形成した対向側マザー基板5MとTFTアレイ側マザー基板4Mとを貼り合わせる(ST21)。両基板を近接させ、TFTアレイ側マザー基板4Mが対向側マザー基板5M上のシール材6に接着させるようにする。対向側マザー基板5MとTFTアレイ側マザー基板4Mとを貼り合わせた後には、シール材6に紫外線(UV)を照射して硬化させる。   Next, the opposing mother substrate 5M and the TFT array mother substrate 4M formed in each of the above steps are bonded together (ST21). Both substrates are brought close to each other so that the TFT array-side mother substrate 4M is adhered to the sealing material 6 on the opposite-side mother substrate 5M. After the opposing mother substrate 5M and the TFT array mother substrate 4M are bonded together, the sealing material 6 is irradiated with ultraviolet rays (UV) and cured.

対向側マザー基板5Mの外側から紫外線を照射すると、当該紫外線は対向側マザー基板5Mを透過してシール材6に照射される。シール材6を透過する紫外線については、予めTFTアレイ側マザー基板4Mのシール材6形成部分に形成しておいた反射膜で反射され、シール材6に照射される。反射膜で反射された紫外線のうち、再びシール材6を透過した紫外線は、遮光部21の平坦な面で再度反射されてシール材6に照射される。このように紫外線を効率よく照射してシール材6を硬化する。   When ultraviolet rays are irradiated from the outside of the opposing mother substrate 5M, the ultraviolet rays are transmitted through the opposing mother substrate 5M and applied to the sealing material 6. The ultraviolet rays that pass through the sealing material 6 are reflected by a reflective film formed in advance on the sealing material 6 formation portion of the TFT array side mother substrate 4M, and are applied to the sealing material 6. Of the ultraviolet light reflected by the reflective film, the ultraviolet light that has again passed through the sealing material 6 is reflected again by the flat surface of the light shielding portion 21 and is applied to the sealing material 6. In this way, the sealing material 6 is cured by efficiently irradiating ultraviolet rays.

その後、TFTアレイ基板4及び対向基板5にスクライブ線を形成し、当該スクライブ線に沿って液晶パネルを切断し(ST22)、各液晶パネルの洗浄を行い(ST23)、各液晶パネルに例えばACF(異方導電性接着剤)を介してフレキシブル基板を実装して、液晶ライトバルブ1が完成する。   Thereafter, scribe lines are formed on the TFT array substrate 4 and the counter substrate 5, the liquid crystal panel is cut along the scribe lines (ST22), each liquid crystal panel is cleaned (ST23), and each liquid crystal panel is provided with, for example, ACF ( A flexible substrate is mounted via an anisotropic conductive adhesive), and the liquid crystal light valve 1 is completed.

なお、本実施形態において、対向側マザー基板5Mは、TFTアレイ側マザー基板4Mとの貼り合せの前にブレイクして、分離された対向基板5をTFTアレイ側マザー基板4M上に貼り合せても良い。   In this embodiment, the counter-side mother substrate 5M may be broken before being bonded to the TFT array-side mother substrate 4M, and the separated counter substrate 5 may be bonded to the TFT array-side mother substrate 4M. good.

図7は、液晶ライトバルブを光学装置として構成し、プロジェクタに適用したときの光学系の構成を示す模式図である。図7を用いて、プロジェクタ900の光学系35の構成を説明する。なお、液晶ライトバルブ1を光学装置800として構成した場合の詳細な説明は、図8以降に説明する。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system when the liquid crystal light valve is configured as an optical device and applied to a projector. The configuration of the optical system 35 of the projector 900 will be described with reference to FIG. A detailed description when the liquid crystal light valve 1 is configured as the optical device 800 will be described in FIG.

図7に示すように、プロジェクタ900の光学系35は、光源装置30、照明光学系40、光変調・変換部70、色合成光学系80および投射部85から構成される。なお、光変調・変換部70は、光源装置30として構成される。また、照明光学系40は、インテグレータ照明光学系41、色分離光学系42およびリレー光学系43から構成される。   As shown in FIG. 7, the optical system 35 of the projector 900 includes a light source device 30, an illumination optical system 40, a light modulation / conversion unit 70, a color synthesis optical system 80, and a projection unit 85. The light modulation / conversion unit 70 is configured as the light source device 30. The illumination optical system 40 includes an integrator illumination optical system 41, a color separation optical system 42, and a relay optical system 43.

なお、光学部品用筐体45により、光源装置30、照明光学系40、光変調・変換部70および色合成光学系80を構成する各部品が収容され、ユニット化されている。なお、本実施形態での光学系35を構成する照明光学系40は、使用する光学系により、適宜変更や省略など行うことができる。   The optical component housing 45 accommodates the components constituting the light source device 30, the illumination optical system 40, the light modulation / conversion unit 70, and the color synthesis optical system 80 and is unitized. In addition, the illumination optical system 40 which comprises the optical system 35 in this embodiment can be changed or abbreviate | omitted suitably according to the optical system to be used.

このような光学系35を備えたプロジェクタ900は、光源装置30から射出された光束を光変調・変換部70で画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投射部85を介して、形成した光学像を例えばスクリーン(不図示)上に投射する。   The projector 900 provided with such an optical system 35 modulates the light beam emitted from the light source device 30 according to image information by the light modulation / conversion unit 70 to form an optical image, and via the projection unit 85, The formed optical image is projected onto, for example, a screen (not shown).

光学系35の構成と動作を説明する。
なお、ライトバルブ71(本実施形態では、液晶ライトバルブ1をプロジェクタ900の光学系35に用いたものをいう)、入射偏光板72および射出偏光板73での説明中に、図10で示す符号も用いている。
The configuration and operation of the optical system 35 will be described.
In the description of the light valve 71 (in this embodiment, the liquid crystal light valve 1 is used for the optical system 35 of the projector 900), the incident polarizing plate 72, and the emission polarizing plate 73, the reference numerals shown in FIG. Is also used.

光源装置30は、本実施形態では、放電式のランプ31を使用している。詳細には、ランプ31として高圧水銀ランプを使用している。ランプ31は、放電により発光して光束を放射状に射出する発光管31aと、発光管31aから射出された放射状の光束を略平行光として照明光学系40の方向に射出するリフレクタ31bとを有して構成されている。   The light source device 30 uses a discharge lamp 31 in this embodiment. Specifically, a high pressure mercury lamp is used as the lamp 31. The lamp 31 includes an arc tube 31a that emits light by discharge and emits a light beam radially, and a reflector 31b that emits the radial light beam emitted from the arc tube 31a as substantially parallel light in the direction of the illumination optical system 40. Configured.

照明光学系40を構成するインテグレータ照明光学系41は、光源装置30から射出された光束の照度を照明光軸L(一点鎖線で図示)に直交する面内において均一にするための光学系である。このインテグレータ照明光学系41は、第1レンズアレイ41a、第2レンズアレイ41b、偏光変換素子41c、および重畳レンズ41dを備えて構成される。   The integrator illumination optical system 41 constituting the illumination optical system 40 is an optical system for making the illuminance of the light beam emitted from the light source device 30 uniform in a plane orthogonal to the illumination optical axis L (illustrated by a one-dot chain line). . The integrator illumination optical system 41 includes a first lens array 41a, a second lens array 41b, a polarization conversion element 41c, and a superimposing lens 41d.

第1レンズアレイ41aは、照明光軸L方向から見て略矩形形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置30から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸Lに沿った方向に射出する。
第2レンズアレイ41bは、第1レンズアレイ41aと略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。この第2レンズアレイ41bは、重畳レンズ41dとともに、第1レンズアレイ41aの各小レンズの像を後述する光変調素子としてのライトバルブ71上に結像させる機能を有する。
The first lens array 41a has a configuration in which small lenses having a substantially rectangular outline when viewed from the illumination optical axis L direction are arranged in a matrix. Each small lens divides the light beam emitted from the light source device 30 into partial light beams and emits them in the direction along the illumination optical axis L.
The second lens array 41b has substantially the same configuration as the first lens array 41a, and has a configuration in which small lenses are arranged in a matrix. The second lens array 41b, together with the superimposing lens 41d, has a function of forming an image of each small lens of the first lens array 41a on a light valve 71 as a light modulation element to be described later.

偏光変換素子41cは、第1レンズアレイ41aおよび第2レンズアレイ41bにより分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の偏光光束に変換する(揃える)光学素子である。本実施形態での偏光変換素子41cは、照明光軸Lに対して傾斜配置される偏光分離膜(不図示)および反射膜(不図示)を交互に配列した構成を備えている。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Lに沿った方向に射出される。射出された偏光光束は、偏光変換素子41cの光束射出面(不図示)に配設される位相差板(不図示)によって偏光変換され、ほぼ総ての偏光光束の偏光方向が一方向の偏光光束として揃えられる。   The polarization conversion element 41c is an optical element that converts (aligns) the polarization direction of each partial light beam divided by the first lens array 41a and the second lens array 41b into a substantially uniform polarization light beam. The polarization conversion element 41c in the present embodiment has a configuration in which polarization separation films (not shown) and reflection films (not shown) that are inclined with respect to the illumination optical axis L are alternately arranged. The polarization separation film transmits one polarized light beam among the P-polarized light beam and S-polarized light beam included in each partial light beam, and reflects the other polarized light beam. The other polarized light beam reflected is bent by the reflecting film and emitted in the emission direction of one polarized light beam, that is, the direction along the illumination optical axis L. The emitted polarized light beam is polarized and converted by a phase difference plate (not shown) disposed on the light beam exit surface (not shown) of the polarization conversion element 41c, and the polarization direction of almost all the polarized light beams is polarized in one direction. Aligned as luminous flux.

偏光光束を変調するタイプのライトバルブ71を用いたプロジェクタ900では、一方向の偏光光束しか利用できないため、ランダムな方向の偏光光束を放射する発光管31aからの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子41cを用いることにより、光源装置30から射出された光束を略一方向の偏光光束に変換することにより、光変調・変換部70における光の利用効率を高めている。   In the projector 900 using the light valve 71 of the type that modulates a polarized light beam, only a polarized light beam in one direction can be used, and therefore approximately half of the light beam from the arc tube 31a that emits a polarized light beam in a random direction is not used. For this reason, the use efficiency of light in the light modulation / conversion unit 70 is improved by using the polarization conversion element 41c to convert the light beam emitted from the light source device 30 into a polarized light beam in approximately one direction.

重畳レンズ41dは、偏光変換素子41cによって略一方向の偏光光束に変換された複数の部分光束を集光して光変調・変換部70の後述する3つのライトバルブ71の画像形成領域71a上に重畳させる光学素子である。この重畳レンズ41dから射出された光束は、色分離光学系42に射出される。   The superimposing lens 41d collects a plurality of partial light beams converted into polarized light beams in substantially one direction by the polarization conversion element 41c, and places them on image forming regions 71a of three light valves 71 (to be described later) of the light modulation / conversion unit 70. It is an optical element to be superimposed. The light beam emitted from the superimposing lens 41 d is emitted to the color separation optical system 42.

色分離光学系42は、2枚のダイクロイックミラー42a,42bと、反射ミラー42cとを備える。インテグレータ照明光学系41から射出された複数の部分光束は、2枚のダイクロイックミラー42a,42bにより赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離される。   The color separation optical system 42 includes two dichroic mirrors 42a and 42b and a reflection mirror 42c. The plurality of partial light beams emitted from the integrator illumination optical system 41 are separated into three color lights of red (R), green (G), and blue (B) by the two dichroic mirrors 42a and 42b.

リレー光学系43は、入射側レンズ43aと、一対のリレーレンズ43cと、反射ミラー43b,43dとを備えている。このリレー光学系43は、本実施形態では、色分離光学系42で分離された色光である青色光を光変調・変換部70の後述する青色光用のライトバルブ71Bまで導く機能を有している。   The relay optical system 43 includes an incident side lens 43a, a pair of relay lenses 43c, and reflection mirrors 43b and 43d. In this embodiment, the relay optical system 43 has a function of guiding blue light, which is color light separated by the color separation optical system 42, to a light valve 71B for blue light, which will be described later, of the light modulation / conversion unit 70. Yes.

この際、色分離光学系42のダイクロイックミラー42aでは、インテグレータ照明光学系41から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分とを透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー42aによって反射した赤色光は、反射ミラー42cで反射し、フィールドレンズ41eを通って、赤色光用のライトバルブ71Rに到達する。このフィールドレンズ41eは、第2レンズアレイ41bから射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。青色光および緑色光用のライトバルブ71B,71Gの光入射側に設けられたフィールドレンズ41eも同様である。   At this time, the dichroic mirror 42a of the color separation optical system 42 transmits the green light component and the blue light component and reflects the red light component among the light beams emitted from the integrator illumination optical system 41. The red light reflected by the dichroic mirror 42a is reflected by the reflection mirror 42c, passes through the field lens 41e, and reaches the light valve 71R for red light. The field lens 41e converts each partial light beam emitted from the second lens array 41b into a light beam parallel to the central axis (principal ray). The same applies to the field lens 41e provided on the light incident side of the light valves 71B and 71G for blue light and green light.

また、ダイクロイックミラー42aを透過した青色光と緑色光のうち、緑色光は、ダイクロイックミラー42bによって反射し、フィールドレンズ41eを通って、緑色光用のライトバルブ71Gに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー42bを透過してリレー光学系43を通り、さらにフィールドレンズ41eを通って、青色光用のライトバルブ71Bに到達する。なお、青色光にリレー光学系43が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ43aに入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ41eに伝えるためである。なお、リレー光学系43には、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としても良い。   Of the blue light and green light transmitted through the dichroic mirror 42a, green light is reflected by the dichroic mirror 42b, passes through the field lens 41e, and reaches the light valve 71G for green light. On the other hand, the blue light passes through the dichroic mirror 42b, passes through the relay optical system 43, passes through the field lens 41e, and reaches the light valve 71B for blue light. Note that the relay optical system 43 is used for blue light because the optical path length of the blue light is longer than the optical path lengths of the other color lights, thereby preventing a decrease in light use efficiency due to light divergence or the like. It is to do. That is, this is to transmit the partial light beam incident on the incident side lens 43a to the field lens 41e as it is. The relay optical system 43 is configured to pass blue light of the three color lights, but is not limited thereto, and may be configured to pass red light, for example.

光変調・変換部70は、入射された光束を画像情報に応じて変調して光学像(カラー画像)を形成する。この光変調・変換部70は、色分離光学系42で分離された各色光が入射される入射側の光変換素子としての3つの入射偏光板72(赤色光用を赤色光入射偏光板72R、緑色光用を緑色光入射偏光板72G、青色光用を青色光入射偏光板72Bとする)を備える。また、各入射偏光板72の後段に設置される光変調素子としての3つのライトバルブ71(赤色光用を赤色光ライトバルブ71R、緑色光用を緑色光ライトバルブ71G、青色光用を青色光ライトバルブ71Bとする)を備える。また、各ライトバルブ71の後段に設置される射出側の光変換素子としての3つの射出偏光板73(赤色光用を赤色光射出偏光板73R、緑色光用を緑色光射出偏光板73G、青色光用を青色光射出偏光板73Bとする)とを備える。   The light modulation / conversion unit 70 modulates an incident light beam according to image information to form an optical image (color image). The light modulator / converter 70 includes three incident polarizers 72 (red light incident polarizers 72R for red light as light incident elements on the incident side on which the respective color lights separated by the color separation optical system 42 are incident. Green light incident polarizing plate 72G and blue light use blue light incident polarizing plate 72B). In addition, three light valves 71 (red light light valve 71R for red light, green light light valve 71G for green light, and blue light for blue light) as light modulation elements installed at the subsequent stage of each incident polarizing plate 72 A light valve 71B). In addition, three emission polarizing plates 73 (red light emission polarizing plate 73R for red light, green light emission polarizing plate 73G for green light, and blue light) as light conversion elements on the emission side installed at the rear stage of each light valve 71. A light emitting polarizing plate 73B).

ライトバルブ71(71R,71G,71B)は、透過型の高温ポリシリコンTFTをスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内(対向基板5およびTFTアレイ基板4)に液晶(液晶層8)を密封封入して構成されている。そして、このライトバルブ71は、入射偏光板72を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成して射出する。   The light valve 71 (71R, 71G, 71B) uses a transmissive high-temperature polysilicon TFT as a switching element, and a liquid crystal is formed in a pair of transparent substrates (the counter substrate 5 and the TFT array substrate 4) arranged opposite to each other. The liquid crystal layer 8 is hermetically sealed. The light valve 71 modulates the light beam incident through the incident polarizing plate 72 according to image information, forms an optical image, and emits it.

また、ライトバルブ71は、光学装置800として構成されており、後述する光変調素子冷却枠としてのライトバルブ冷却枠110に保持される。そして、ライトバルブ71は、ランプ31から射出される光束により発熱し、その、発熱による熱は、ライトバルブ冷却枠110に形成される液体冷媒90が封入される中空部111の対流により冷却される。   The light valve 71 is configured as an optical device 800 and is held by a light valve cooling frame 110 serving as a light modulation element cooling frame described later. The light valve 71 generates heat by the light flux emitted from the lamp 31, and the heat generated by the heat generation is cooled by the convection of the hollow portion 111 in which the liquid refrigerant 90 formed in the light valve cooling frame 110 is enclosed. .

なお、本実施形態では、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)およびライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)を保持するライトバルブ冷却枠110などを合せて光学装置800と称する。なお、光学装置800は、各色光に対応して、赤色光用光学装置800R、緑色光用光学装置800Gおよび青色光用光学装置800Bで構成される(詳細は後述する)。   In this embodiment, the light valve 71 (liquid crystal light valve 1), the light valve cooling frame 110 that holds the light valve 71 (liquid crystal light valve 1), and the like are collectively referred to as an optical device 800. The optical device 800 includes a red light optical device 800R, a green light optical device 800G, and a blue light optical device 800B corresponding to each color light (details will be described later).

入射偏光板72は、色分離光学系42で分離された各色光のうち、一方向の偏光光束を透過させ、その他の光束を吸収するものであり、板状平面部を有する透明部材212に密着固定される。また、射出偏光板73も、入射偏光板72と略同様に構成され、ライトバルブ71から射出された光束のうち、所定方向の偏光光束を透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光束の偏光軸は、入射偏光板72において透過させる偏光光束の偏光軸に対して直交するように設定されている。   The incident polarizing plate 72 transmits a polarized light beam in one direction out of each color light separated by the color separation optical system 42 and absorbs the other light beams, and is in close contact with the transparent member 212 having a plate-like flat portion. Fixed. The exit polarizing plate 73 is also configured in substantially the same manner as the entrance polarizing plate 72, and transmits a polarized light beam in a predetermined direction and absorbs other light beams out of the light beams emitted from the light valve 71. The polarization axis of the polarized light beam to be transmitted is set to be orthogonal to the polarization axis of the polarized light beam transmitted through the incident polarizing plate 72.

また、入射偏光板72および射出偏光板73もライトバルブ71と同様に、後述する入射偏光板冷却枠210および射出偏光板冷却枠310に保持される。そして、入射偏光板72および射出偏光板73は、ランプ31から射出される光束により発熱し、その発熱による熱は、入射偏光板冷却枠210および射出偏光板冷却枠310に形成される液体冷媒90が封入される中空部211,311の対流により冷却される。   Similarly to the light valve 71, the incident polarizer 72 and the exit polarizer 73 are also held in an entrance polarizer cooling frame 210 and an exit polarizer cooling frame 310 described later. The incident polarizing plate 72 and the exit polarizing plate 73 generate heat by the light flux emitted from the lamp 31, and the heat generated by the generated heat causes the liquid refrigerant 90 formed in the incident polarizing plate cooling frame 210 and the exit polarizing plate cooling frame 310. Is cooled by the convection of the hollow portions 211 and 311 in which is enclosed.

なお、本実施形態では、入射偏光板72および入射偏光板72を保持する入射偏光板冷却枠210を合せて入射側光変換ユニット200、射出偏光板73および射出偏光板73を保持する射出偏光板冷却枠310を合せて射出側光変換ユニット300と称する。なお、入射側光変換ユニット200は、各色光に対応して、赤色光用入射側光変換ユニット200R、緑色光用入射側光変換ユニット200Gおよび青色光用入射側光変換ユニット200Bで構成される。射出側光変換ユニット300も同様に、赤色光用射出側光変換ユニット300R、緑色光用射出側光変換ユニット300Gおよび青色光用射出側光変換ユニット300Bで構成される。   In the present embodiment, the incident polarizing plate 72 and the incident polarizing plate cooling frame 210 that holds the incident polarizing plate 72 are combined to provide the incident-side light conversion unit 200, the outgoing polarizing plate 73, and the outgoing polarizing plate 73 that holds the outgoing polarizing plate 73. The cooling frame 310 is collectively referred to as an emission side light conversion unit 300. The incident side light conversion unit 200 includes a red light incident side light conversion unit 200R, a green light incident side light conversion unit 200G, and a blue light incident side light conversion unit 200B corresponding to each color light. . Similarly, the emission side light conversion unit 300 includes a red light emission side light conversion unit 300R, a green light emission side light conversion unit 300G, and a blue light emission side light conversion unit 300B.

色合成光学系80は、1つのクロスダイクロイックプリズム81を備える。クロスダイクロイックプリズム81は、射出偏光板73から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム81は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。そして、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、界面に沿って誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、赤色光及び青色光は対応する誘電体多層膜によって反射され曲折される。また、緑色光は双方の誘電体多層膜を透過する。   The color synthesis optical system 80 includes one cross dichroic prism 81. The cross dichroic prism 81 is an optical element that synthesizes an optical image modulated for each color light emitted from the exit polarizing plate 73 to form a color image. The cross dichroic prism 81 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded. A dielectric multilayer film is formed along the interface at the substantially X-shaped interface where the right-angle prisms are bonded together. One of the substantially X-shaped dielectric multilayer films reflects red light, the other dielectric multilayer film reflects blue light, and red light and blue light correspond to the corresponding dielectric multilayer films. Reflected and bent by the film. Green light is transmitted through both dielectric multilayer films.

これにより、赤色光及び青色光の進行方向を緑色光の進行方向に揃えることができ、3つの色光が合成される。クロスダイクロイックプリズム81によって合成された色光は、投射部85を構成する投射レンズ86の方向に射出される。そして、クロスダイクロイックプリズム81から射出された映像光は、投射レンズ86により、例えばスクリーン(不図示)上に投射される。   Thereby, the traveling direction of red light and blue light can be aligned with the traveling direction of green light, and three color lights are synthesized. The color light synthesized by the cross dichroic prism 81 is emitted in the direction of the projection lens 86 constituting the projection unit 85. The video light emitted from the cross dichroic prism 81 is projected onto, for example, a screen (not shown) by the projection lens 86.

なお、上述した光学装置800(800R,800G,800B)、入射側光変換ユニット200(200R,200G,200B)、射出側光変換ユニット300(300R,300G,300B)は、それぞれの位置関係を保持してクロスダイクロイックプリズム81に固定されユニット化されている。   The optical device 800 (800R, 800G, 800B), the incident side light conversion unit 200 (200R, 200G, 200B), and the emission side light conversion unit 300 (300R, 300G, 300B) described above maintain their positional relationships. Then, it is fixed to the cross dichroic prism 81 and unitized.

図8は、液晶ライトバルブを光学装置として構成した概略図であり、図8(a)は、光学装置の概略平面図であり、図8(b)は、光学装置の概略断面図である。なお、図8(b)は、図8(a)におけるA−A断面を示す。図9は、光学装置の要部断面図である。また、図9は、図8(a)におけるB−B断面の概略斜視図を示す。図8、図9を用いて、光学装置800の構成を説明する。なお、液晶ライトバルブ1はライトバルブ71として説明する。   FIG. 8 is a schematic diagram in which a liquid crystal light valve is configured as an optical device, FIG. 8A is a schematic plan view of the optical device, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view of the optical device. In addition, FIG.8 (b) shows the AA cross section in Fig.8 (a). FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of the optical device. FIG. 9 is a schematic perspective view of the BB cross section in FIG. The configuration of the optical device 800 will be described with reference to FIGS. The liquid crystal light valve 1 will be described as the light valve 71.

光学装置800は、光変調素子冷却枠としてのライトバルブ冷却枠110、ライトバルブ71、ライトバルブ固定枠120、パッキン130、弾性部材140、熱伝導部材150を有して構成される。   The optical device 800 includes a light valve cooling frame 110 as a light modulation element cooling frame, a light valve 71, a light valve fixing frame 120, a packing 130, an elastic member 140, and a heat conducting member 150.

ライトバルブ冷却枠110は、熱伝導性の高い部材であるアルミニウム合金で形成され、略矩形形状の外形を有している。また、ライトバルブ71の画像形成領域71a(図8(a)に二点鎖線で示す領域内)の領域外に、画像形成領域71aの外形形状から一定距離を確保した略相似形状で開口部114が形成される。その開口部114の光束が入射する側(以降、入射側という)の端部に沿ってライトバルブ71を案内するためのライトバルブ案内部115が形成されている。また、ライトバルブ案内部115には、ライトバルブ71を狭持するための面となるライトバルブ受面部116が形成されている。詳細には、ライトバルブ受面部116は、X・Z平面に形成されるライトバルブ対面受面部116aと、ライトバルブ対面受面部116aに対して略垂直な面(Y・Z平面)に形成されるライトバルブ側面受面部116bとが形成されている。   The light valve cooling frame 110 is formed of an aluminum alloy that is a member having high thermal conductivity, and has a substantially rectangular outer shape. In addition, outside the area of the image forming area 71a of the light valve 71 (inside the area indicated by the two-dot chain line in FIG. 8A), the opening 114 has a substantially similar shape with a certain distance secured from the outer shape of the image forming area 71a. Is formed. A light valve guide 115 for guiding the light valve 71 is formed along the end of the opening 114 on which light flux enters (hereinafter referred to as the incident side). The light valve guide portion 115 is formed with a light valve receiving surface portion 116 that serves as a surface for holding the light valve 71. Specifically, the light valve receiving surface portion 116 is formed on a light valve facing surface receiving surface portion 116a formed in the X / Z plane and a surface (Y • Z plane) substantially perpendicular to the light valve facing surface receiving surface portion 116a. A light valve side surface receiving surface portion 116b is formed.

また、ライトバルブ冷却枠110は、ライトバルブ案内部115の外側の入射側となる面(この面をライトバルブ固定枠当て面110aという)には、パッキン130(130a)を案内して固定するパッキン固定部112aが、断面凹形状で、開口部114から所定の距離を保持して、一巡して形成されている。また、ライトバルブ固定枠当て面110aにおいて、パッキン固定部112aの外側には、パッキン固定部112aから所定の距離を保持して、液体冷媒90を封入するための中空部111が、断面凹形状で、一巡して形成されている。また、ライトバルブ固定枠当て面110aにおいて、中空部111から所定の距離を保持して、パッキン130(130b)を案内して固定するパッキン固定部112bが、断面凹形状で一巡して形成されている。このように、中空部111の周囲にパッキン130を配置することにより、後述するライトバルブ固定枠120をライトバルブ冷却枠110に係合することにより、中空部111内に封入する液体冷媒90の漏洩を防止している。   In addition, the light valve cooling frame 110 is a packing that guides and fixes the packing 130 (130a) to a surface on the outer incident side of the light valve guide portion 115 (this surface is referred to as a light valve fixing frame contact surface 110a). The fixing portion 112a has a concave cross section and is formed in a round while maintaining a predetermined distance from the opening 114. In addition, on the light valve fixing frame abutting surface 110a, a hollow portion 111 for holding a predetermined distance from the packing fixing portion 112a and enclosing the liquid refrigerant 90 has a concave cross section outside the packing fixing portion 112a. It is formed in a circle. Further, on the light valve fixing frame contact surface 110a, a packing fixing portion 112b that guides and fixes the packing 130 (130b) while maintaining a predetermined distance from the hollow portion 111 is formed in a round shape with a concave cross section. Yes. In this manner, by disposing the packing 130 around the hollow portion 111, the light valve fixing frame 120 described later is engaged with the light valve cooling frame 110, thereby leaking the liquid refrigerant 90 sealed in the hollow portion 111. Is preventing.

また、ライトバルブ冷却枠110は、略矩形形状の4方向の側面中央部分には、断面略台形をなす係合用突起117が1方向毎に1ヶ所形成されている。また、ライトバルブ冷却枠110の4つの角部近辺には、丸形状の貫通する孔部119が形成されている。この孔部119は、後述する(図10参照)クロスダイクロイックプリズム81に光学装置800を固定するための位置決めピン83が挿入される孔となる。また、ライトバルブ冷却枠110のZ方向の側面部の係合用突起117を除く領域には、放熱用のフィン118が形成される。   In addition, the light valve cooling frame 110 is formed with one engaging protrusion 117 having a substantially trapezoidal cross section at one central portion on the side surface in the substantially rectangular shape in four directions. Further, round holes 119 are formed in the vicinity of the four corners of the light valve cooling frame 110. The hole 119 is a hole into which a positioning pin 83 for fixing the optical device 800 to the cross dichroic prism 81 described later (see FIG. 10) is inserted. Further, a heat radiation fin 118 is formed in a region excluding the engaging protrusion 117 on the side surface portion in the Z direction of the light valve cooling frame 110.

ライトバルブ固定枠120は、熱伝導性を有する金属の板状部材であるステンレス合金で形成され、平面視略矩形形状で、箱状となるように4方向を略垂直に折り曲げられて形成されている。また、ライトバルブ固定枠120は、ライトバルブ冷却枠110の開口部114と同様に、ライトバルブ71の画像形成領域71aの領域外に、画像形成領域71aの外形形状から一定距離を確保した略相似形状で開口部121が形成されている。   The light valve fixing frame 120 is formed of a stainless steel alloy, which is a metal plate member having thermal conductivity, and is formed by bending the four directions substantially vertically so as to form a box shape in a substantially rectangular shape in plan view. Yes. Similarly to the opening 114 of the light valve cooling frame 110, the light valve fixing frame 120 is substantially similar to the outside of the image forming area 71a of the light valve 71 with a certain distance from the outer shape of the image forming area 71a. An opening 121 is formed in the shape.

また、ライトバルブ固定枠120は、ライトバルブ固定枠120をライトバルブ冷却枠110に組立てた場合、ライトバルブ冷却枠110の4ヶ所の孔部119を逃げるように角部が切欠形状となっている。また、ライトバルブ固定枠120の側面側には、ライトバルブ冷却枠110の側面側に形成される係合用突起117に相対する部位に係合用孔部122が略矩形形状で形成されている。   In addition, when the light valve fixing frame 120 is assembled to the light valve cooling frame 110, the corner portion of the light valve fixing frame 120 has a cutout shape so as to escape the four holes 119 of the light valve cooling frame 110. . Further, on the side surface side of the light valve fixing frame 120, an engagement hole 122 is formed in a substantially rectangular shape at a portion facing the engagement protrusion 117 formed on the side surface side of the light valve cooling frame 110.

なお、ライトバルブ71は、対向基板5の外形形状が、TFTアレイ基板4(素子基板)の外形形状より大きく構成されており、対向基板5に形成される遮光部21は、対向基板5の外形端近傍まで形成されている。このTFTアレイ基板4の外形外となる対向基板5の面領域がライトバルブ冷却枠110と密着固定されるための接触部7となる。   The light valve 71 is configured such that the outer shape of the counter substrate 5 is larger than the outer shape of the TFT array substrate 4 (element substrate), and the light-shielding portion 21 formed on the counter substrate 5 has the outer shape of the counter substrate 5. It is formed to the end vicinity. A surface area of the counter substrate 5 that is outside the outer shape of the TFT array substrate 4 is a contact portion 7 for tightly fixing to the light valve cooling frame 110.

熱伝導部材150は、金属材料である例えばアルミニウムが粉状の状態で含まれ、また、弾性を有する部材を使用している。金属材料としては、アルミニウム以外のものも使用できる。熱伝導性および弾性を有する部材を用いることが良い。   The heat conducting member 150 includes a metal material such as aluminum in a powdery state, and uses a member having elasticity. A metal material other than aluminum can also be used. It is preferable to use a member having thermal conductivity and elasticity.

光学装置800の組立に関して説明する。
ライトバルブ冷却枠110のライトバルブ固定枠当て面110aに形成したパッキン固定部112a,112bに断面丸形状のリング状のパッキン130a,130bをそれぞれ収納する。次に、ライトバルブ案内部115に対して、断面略矩形形状をなす棒状の熱伝導部材150を、片面はライトバルブ側面受面部116bに当接させてライトバルブ対面受面部116aに載置する。次に、ライトバルブ71の接触部7が、ライトバルブ対面受面部116aに載置した熱伝導部材150の面部と相対する面部に当接するように入射側から載置する。次に、ライトバルブ71の対向基板5の外縁部に断面略矩形形状をなすシート状の弾性部材140を載置する。
The assembly of the optical device 800 will be described.
Ring-shaped packings 130a and 130b having a round cross section are stored in packing fixing portions 112a and 112b formed on the light valve fixing frame contact surface 110a of the light valve cooling frame 110, respectively. Next, a rod-like heat conducting member 150 having a substantially rectangular cross section is placed on the light valve face receiving surface 116a with one side contacting the light valve side receiving surface 116b. Next, the contact portion 7 of the light valve 71 is placed from the incident side so as to come into contact with the surface portion facing the surface portion of the heat conducting member 150 placed on the light valve facing surface portion 116a. Next, a sheet-like elastic member 140 having a substantially rectangular cross section is placed on the outer edge of the counter substrate 5 of the light valve 71.

上述した形態に組立てた後、ライトバルブ固定枠120をライトバルブ冷却枠110に入射側から載置する。その際、ライトバルブ固定枠120を入射側から押圧して、ライトバルブ固定枠120の係合用孔部122をライトバルブ冷却枠110の係合用突起117に係合させる。これにより、ライトバルブ冷却枠110は、ライトバルブ固定枠120と係合することにより、熱伝導部材150および弾性部材140を押圧して、ライトバルブ71を狭持する(保持する)ことになる。これにより、ライトバルブ対面受面部116aとライトバルブ71の遮光部21とは、熱伝導部材150を介して、密着固定されることになる。   After assembling in the above-described form, the light valve fixing frame 120 is placed on the light valve cooling frame 110 from the incident side. At that time, the light valve fixing frame 120 is pressed from the incident side, and the engagement hole 122 of the light valve fixing frame 120 is engaged with the engagement protrusion 117 of the light valve cooling frame 110. As a result, the light valve cooling frame 110 is engaged with the light valve fixing frame 120, thereby pressing the heat conducting member 150 and the elastic member 140 to pinch (hold) the light valve 71. As a result, the light valve facing surface 116 a and the light blocking portion 21 of the light valve 71 are tightly fixed via the heat conducting member 150.

また、ライトバルブ固定枠120は、ライトバルブ冷却枠110と係合することにより、パッキン130a,130bを押圧して、ライトバルブ冷却枠110のライトバルブ固定枠当て面110aに当接する。これにより、中空部111とライトバルブ固定枠120とにより、密封される中空の空間領域が形成されることになる。なお、ライトバルブ冷却枠110の側面部から中空の空間領域に連通する孔部(不図示)が形成されており、その孔部から、液体冷媒90を注入することにより、中空の空間領域(以降、中空部111の内部という)に液体冷媒90が封入される。中空部111の内部には冷却に必要十分な液体冷媒90が封入される。封入した後、その孔部は封止材などにより封止される。
なお、液体冷媒90は、透明で熱伝達性に優れたものが望ましく、本実施形態では、エチレングリコールを用いている。これ以外にプロピレングリコールなどの不凍水溶液などを用いても良い。
以上により、光学装置800が完成する。
Further, the light valve fixing frame 120 is engaged with the light valve cooling frame 110 to press the packings 130 a and 130 b and abut against the light valve fixing frame abutting surface 110 a of the light valve cooling frame 110. Thereby, a hollow space region to be sealed is formed by the hollow portion 111 and the light valve fixing frame 120. Note that a hole (not shown) that communicates from the side surface of the light valve cooling frame 110 to the hollow space region is formed, and by injecting the liquid refrigerant 90 from the hole, a hollow space region (hereinafter, referred to as a hollow space region) is formed. The liquid refrigerant 90 is enclosed in the hollow portion 111). A liquid refrigerant 90 necessary and sufficient for cooling is sealed inside the hollow portion 111. After sealing, the hole is sealed with a sealing material or the like.
The liquid refrigerant 90 is desirably transparent and excellent in heat transfer properties. In this embodiment, ethylene glycol is used. In addition, an antifreeze aqueous solution such as propylene glycol may be used.
Thus, the optical device 800 is completed.

図10は、光学装置をクロスダイクロイックプリズムに固定した概略断面図である。なお、図10は、ライトバルブ71に構成した光学装置800と、入射偏光板72に構成した別の光学装置としての入射側光変換ユニット200と、射出偏光板73に構成した別の光学装置としての射出側光変換ユニット300とが、同様にクロスダイクロイックプリズム81に固定される。   FIG. 10 is a schematic sectional view in which the optical device is fixed to the cross dichroic prism. 10 shows an optical device 800 configured in the light valve 71, an incident-side light conversion unit 200 as another optical device configured in the incident polarizing plate 72, and another optical device configured in the exit polarizing plate 73. The exit side light conversion unit 300 is similarly fixed to the cross dichroic prism 81.

なお、図10で示す光学装置800、入射側光変換ユニット200、射出側光変換ユニット300は、図7に示す光変調・変換部70を構成する緑色光用の光変調素子としてのライトバルブ71(71G)、光変換素子としての入射偏光板72(72G)および射出偏光板73(73G)に対して構成した場合を例として説明する。なお、以降の説明において、色光を表す「G」などの符号は省略する。   Note that the optical device 800, the incident-side light conversion unit 200, and the emission-side light conversion unit 300 shown in FIG. 10 are light valves 71 as light modulation elements for green light constituting the light modulation / conversion unit 70 shown in FIG. (71G), the case where it comprises with respect to the incident polarizing plate 72 (72G) and the output polarizing plate 73 (73G) as a light conversion element is demonstrated as an example. In the following description, reference numerals such as “G” representing colored light are omitted.

入射側光変換ユニット200の構成を簡単に説明する。
なお、入射偏光板72および入射偏光板72を保持する入射偏光板冷却枠210などを合せて入射側光変換ユニット200と称する。
The configuration of the incident side light conversion unit 200 will be briefly described.
The incident polarizing plate 72 and the incident polarizing plate cooling frame 210 that holds the incident polarizing plate 72 are collectively referred to as an incident-side light conversion unit 200.

入射偏光板冷却枠210は、熱伝導性の高い部材であるアルミニウム合金で形成され、略矩形形状の外形を有している。また、入射偏光板冷却枠210の外周には、放熱用のフィン215が形成されている。また、入射偏光板冷却枠210は略中央に、入射偏光板72の外形形状より大きく、相似形状を有する開口部が形成され、その開口部に入射偏光板72を案内して保持するための透明部材212に対しての透明部材保持部214が形成されている。この透明部材保持部214は、板状平面部を有する2つの透明部材212(212a,212b)が、封止材213を介して隙間を形成するように平行に構成されて保持されている。なお、入射偏光板72は、透明部材212のうち、前段側となる透明部材212aの一方の面に密着固定されている。
2つの透明部材212(212a,212b)として、本実施形態では、熱伝導性が高く透光性も良いサファイアガラスを用いている。
The incident polarizing plate cooling frame 210 is formed of an aluminum alloy that is a member having high thermal conductivity and has a substantially rectangular outer shape. Further, a heat radiation fin 215 is formed on the outer periphery of the incident polarizing plate cooling frame 210. The incident polarizing plate cooling frame 210 has an opening having a similar shape larger than the outer shape of the incident polarizing plate 72 at a substantially central position, and is transparent for guiding and holding the incident polarizing plate 72 in the opening. A transparent member holding portion 214 for the member 212 is formed. The transparent member holding part 214 is configured and held in parallel so that two transparent members 212 (212a and 212b) having a plate-like flat part form a gap via a sealing material 213. In addition, the incident polarizing plate 72 is tightly fixed to one surface of the transparent member 212a which is the front side of the transparent member 212.
In this embodiment, sapphire glass having high thermal conductivity and good translucency is used as the two transparent members 212 (212a and 212b).

また、入射偏光板冷却枠210の内部には、液体冷媒90を蓄積する冷媒蓄積部211bが形成されている。また、2つの透明部材212a,212b、透明部材保持部214および封止材213により略均一の隙間を有する冷媒熱伝導部211aが形成される。この冷媒熱伝導部211aにより、入射偏光板72の光透過領域72aは覆われる形態となる。そして、冷媒熱伝導部211aと冷媒蓄積部211bとは連結部211cにより、連結される。なお、連結部211cは、冷媒熱伝導部211aの図示Z方向に垂直の断面形状と同様の形状を有して、冷媒熱伝導部211aと冷媒蓄積部211bとを連結している。また、冷媒熱伝導部211aと冷媒蓄積部211bと連結部211cとの内部には、液体冷媒90が封入されている。そして、冷媒熱伝導部211aと冷媒蓄積部211bと連結部211cとを合せて中空部211が構成される。冷媒蓄積部211bには、冷却に必要十分な液体冷媒90が蓄積されている。   Further, inside the incident polarizing plate cooling frame 210, a refrigerant storage part 211b for storing the liquid refrigerant 90 is formed. The two transparent members 212a and 212b, the transparent member holding part 214, and the sealing material 213 form a refrigerant heat conduction part 211a having a substantially uniform gap. The refrigerant heat conducting portion 211a covers the light transmission region 72a of the incident polarizing plate 72. And the refrigerant | coolant heat conduction part 211a and the refrigerant | coolant storage part 211b are connected by the connection part 211c. In addition, the connection part 211c has the same shape as the cross-sectional shape perpendicular to the Z direction of the refrigerant heat conduction part 211a, and connects the refrigerant heat conduction part 211a and the refrigerant storage part 211b. In addition, a liquid refrigerant 90 is sealed inside the refrigerant heat conducting unit 211a, the refrigerant accumulating unit 211b, and the connecting unit 211c. And the hollow part 211 is comprised combining the refrigerant | coolant heat conduction part 211a, the refrigerant | coolant storage part 211b, and the connection part 211c. Liquid refrigerant 90 necessary and sufficient for cooling is accumulated in the refrigerant accumulation unit 211b.

なお、略矩形形状の外形を有する入射偏光板冷却枠210の4つの角部には、色合成光学系80を構成するクロスダイクロイックプリズム81に対して、入射側光変換ユニット200を所定の位置となるように位置調整を行い固定するための位置決めピン83を挿入する孔部216が形成されている。所定の位置とは、図示Y方向に対しては中空部211内の液体冷媒90が光学像を形成する焦点面となるライトバルブ71の液晶面から十分に離れた位置であり、図示X・Z平面方向に対しては、画素ずれのない位置である。   In addition, at the four corners of the incident polarizing plate cooling frame 210 having a substantially rectangular outer shape, the incident side light conversion unit 200 is placed at a predetermined position with respect to the cross dichroic prism 81 constituting the color combining optical system 80. A hole 216 into which a positioning pin 83 for adjusting and fixing the position is inserted is formed. The predetermined position is a position sufficiently separated from the liquid crystal surface of the light valve 71 as a focal plane on which the liquid refrigerant 90 in the hollow portion 211 forms an optical image with respect to the Y direction in the drawing, With respect to the planar direction, there is no pixel shift.

なお、位置決めピン83と孔部216との固定は、例えば、紫外線硬化型の接着剤などを用いて固定する。また、位置決めピン83は、クロスダイクロイックプリズム81に設置した固定部材82に固定されており、光学装置800および射出側光変換ユニット300も、それぞれが所定の位置となるように位置調整を行い同様に固定される。   The positioning pin 83 and the hole 216 are fixed using, for example, an ultraviolet curable adhesive. In addition, the positioning pin 83 is fixed to a fixing member 82 installed on the cross dichroic prism 81, and the optical device 800 and the emission side light conversion unit 300 are also adjusted in position so that each is at a predetermined position. Fixed.

入射側光変換ユニット200における冷却動作を説明する。
入射側光変換ユニット200において、入射偏光板72は、色分離光学系42で分離された各色光のうち、一方向の偏光光束を透過させ、その他の光束は透過させない。そして、入射偏光板72は、透過できない光束を熱として吸収し、吸収により入射偏光板72は発熱する。その発熱した熱は、入射偏光板72が密着固定される透明部材212aに伝熱する。伝熱した熱は、接触する液体冷媒90に伝熱する。この伝熱経路により、入射偏光板72で発生した熱は、冷媒熱伝導部211aの液体冷媒90に伝熱する。冷媒熱伝導部211aの液体冷媒90に伝熱することにより、冷媒熱伝導部211aと連結する連結部211cおよび冷媒蓄積部211bに封入される液体冷媒90は自然対流を起こす。この自然対流により、冷媒熱伝導部211aの液体冷媒90に伝熱した熱は冷却される。このような流れが繰返されることにより、入射偏光板72で発生した熱が冷却されることになる。
The cooling operation in the incident side light conversion unit 200 will be described.
In the incident-side light conversion unit 200, the incident polarizing plate 72 transmits polarized light beams in one direction among the color lights separated by the color separation optical system 42, and does not transmit other light beams. The incident polarizing plate 72 absorbs the light flux that cannot be transmitted as heat, and the incident polarizing plate 72 generates heat due to the absorption. The generated heat is transferred to the transparent member 212a to which the incident polarizing plate 72 is closely fixed. The heat transferred is transferred to the liquid refrigerant 90 in contact therewith. Through this heat transfer path, the heat generated in the incident polarizing plate 72 is transferred to the liquid refrigerant 90 of the refrigerant heat conducting unit 211a. By transferring heat to the liquid refrigerant 90 of the refrigerant heat conduction unit 211a, the connection part 211c connected to the refrigerant heat conduction part 211a and the liquid refrigerant 90 sealed in the refrigerant accumulation part 211b cause natural convection. Due to this natural convection, the heat transferred to the liquid refrigerant 90 of the refrigerant heat conducting section 211a is cooled. By repeating such a flow, the heat generated in the incident polarizing plate 72 is cooled.

ライトバルブ71に構成した光学装置800の構成に関しては上述したため、ここではクロスダイクロイックプリズム81への固定に関して説明する。
光学装置800は、ライトバルブ冷却枠110に形成する孔部119に位置決めピン83を挿入し、クロスダイクロイックプリズム81に対して所定の位置となるように位置調整を行い固定する。所定の位置とは、図示Y方向に対してはライトバルブ71の液晶面(液晶層8)が焦点となる位置であり、図示X・Z平面方向に対しては、画素ずれのない位置である。
Since the configuration of the optical device 800 configured in the light valve 71 has been described above, the fixing to the cross dichroic prism 81 will be described here.
In the optical device 800, a positioning pin 83 is inserted into a hole 119 formed in the light valve cooling frame 110, and the position is adjusted and fixed to a predetermined position with respect to the cross dichroic prism 81. The predetermined position is a position where the liquid crystal surface (liquid crystal layer 8) of the light valve 71 becomes a focus with respect to the Y direction shown in the figure, and a position where there is no pixel shift with respect to the X / Z plane direction shown in the figure. .

光学装置800における冷却動作を説明する。
光学装置800において、ライトバルブ71は、入射偏光板72により一方向の偏光光束を透過させ射出した偏光光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成することにより発熱する。
ライトバルブ71で発生した熱は、アルミニウム単体やアルミニウムに他の金属膜を積層したもので構成されて熱が伝導する方向に対する断面積を十分に大きくした遮光部21を熱が伝導する。そして、遮光部21を伝導する熱は、接触部7の領域の遮光部21に伝熱し、接触部7とライトバルブ対面受面部116aとの間に設置される熱伝導部材150に接触部7から熱伝導する。熱伝導部材150を伝導した熱は、ライトバルブ対面受面部116aに伝導する。また、当設するライトバルブ側面受面部116bにも伝導する。
The cooling operation in the optical device 800 will be described.
In the optical device 800, the light valve 71 generates heat by modulating the polarized light beam that has been transmitted through the incident polarizing plate 72 and emitted in one direction according to image information to form an optical image.
The heat generated in the light valve 71 is conducted through the light-shielding portion 21 that is composed of a single aluminum or a laminate of another metal film and has a sufficiently large cross-sectional area with respect to the direction in which heat is conducted. Then, the heat conducted through the light shielding portion 21 is transferred to the light shielding portion 21 in the area of the contact portion 7, and the heat conduction member 150 installed between the contact portion 7 and the light valve facing surface receiving surface portion 116 a from the contact portion 7. Conducts heat. The heat conducted through the heat conducting member 150 is conducted to the light valve facing surface 116a. It also conducts to the light valve side receiving surface portion 116b provided.

ライトバルブ受面部116(116a,116b)に伝導した熱は、ライトバルブ冷却枠110内部を伝導して、ライトバルブ冷却枠110の外面から放熱されると共に、中空部111から、液体冷媒90に伝導する。液体冷媒90に熱が伝導することにより、中空部111内部の液体冷媒90は自然対流を起こす。この自然対流により、中空部111の液体冷媒90に伝熱した熱は効率的に冷却される。このような流れが繰返されることにより、ライトバルブ71で発生した熱が冷却されることになる。なお、ライトバルブ冷却枠110内部を伝導した熱の一部は、フィン118に伝導して放熱されることにより、冷却効果を向上させている。   The heat conducted to the light valve receiving surface portion 116 (116a, 116b) is conducted inside the light valve cooling frame 110, is radiated from the outer surface of the light valve cooling frame 110, and is conducted from the hollow portion 111 to the liquid refrigerant 90. To do. When heat is conducted to the liquid refrigerant 90, the liquid refrigerant 90 inside the hollow portion 111 causes natural convection. By this natural convection, the heat transferred to the liquid refrigerant 90 in the hollow portion 111 is efficiently cooled. By repeating such a flow, the heat generated in the light valve 71 is cooled. A part of the heat conducted inside the light valve cooling frame 110 is conducted to the fins 118 and dissipated to improve the cooling effect.

射出側光変換ユニット300の構成を簡単に説明する。
なお、射出偏光板73および射出偏光板73を保持する射出偏光板冷却枠310などを合せて射出側光変換ユニット300と称する。
The configuration of the emission side light conversion unit 300 will be briefly described.
The exit polarizing plate 73 and the exit polarizing plate cooling frame 310 that holds the exit polarizing plate 73 are collectively referred to as an exit side light conversion unit 300.

なお、射出側光変換ユニット300は、前述した入射側光変換ユニット200と同様の構成となる。ただ、射出偏光板73の偏光軸が、入射偏光板72における偏光軸に対して直交するように設定されているところが主に異なるところである。その他の構造は入射側光変換ユニット200と同様である。   The emission side light conversion unit 300 has the same configuration as that of the incident side light conversion unit 200 described above. However, the main difference is that the polarization axis of the exit polarizer 73 is set to be orthogonal to the polarization axis of the entrance polarizer 72. Other structures are the same as those of the incident side light conversion unit 200.

射出偏光板冷却枠310は、熱伝導性の高い部材であるアルミニウム合金で形成され、略矩形形状の外形を有している。また、射出偏光板冷却枠310の外周には、放熱用のフィン315が形成されている。また、射出偏光板冷却枠310は略中央に、射出偏光板73の外形形状より大きく、相似形状を有する開口部が形成され、その開口部に射出偏光板73を案内して保持するための透明部材312に対しての透明部材保持部314が形成されている。この透明部材保持部314は、板状平面部を有する2つの透明部材312(312a,312b)が、封止材313を介して隙間を形成するように平行に構成されて保持されている。なお、射出偏光板73は、透明部材312のうち、前段側となる透明部材312aの一方の面に密着固定されている。
2つの透明部材312(312a,312b)として、本実施形態では、熱伝導性が高く透光性も良いサファイアガラスを用いている。
The exit polarizing plate cooling frame 310 is formed of an aluminum alloy that is a member having high thermal conductivity, and has a substantially rectangular outer shape. In addition, heat radiation fins 315 are formed on the outer periphery of the exit polarizing plate cooling frame 310. In addition, the exit polarizing plate cooling frame 310 has an opening having a similar shape larger than the outer shape of the exit polarizing plate 73 at substantially the center, and transparent for guiding and holding the exit polarizing plate 73 in the opening. A transparent member holding portion 314 for the member 312 is formed. The transparent member holding part 314 is configured and held in parallel so that two transparent members 312 (312a, 312b) having a plate-like flat part form a gap via a sealing material 313. In addition, the emission polarizing plate 73 is closely fixed to one surface of the transparent member 312a which is the front side of the transparent member 312.
As the two transparent members 312 (312a and 312b), in this embodiment, sapphire glass having high thermal conductivity and good translucency is used.

また、射出偏光板冷却枠310の内部には、液体冷媒90を蓄積する冷媒蓄積部311bが形成されている。また、2つの透明部材312a,312b、透明部材保持部314および封止材313により略均一の隙間を有する冷媒熱伝導部311aが形成される。この冷媒熱伝導部311aにより、射出偏光板73の光透過領域73aは覆われる形態となる。そして、冷媒熱伝導部311aと冷媒蓄積部311bとは連結部311cにより、連結される。なお、連結部311cは、冷媒熱伝導部311aの図示Z方向に垂直の断面形状と同様の形状を有して、冷媒熱伝導部311aと冷媒蓄積部311bとを連結している。また、冷媒熱伝導部311aと冷媒蓄積部311bと連結部311cとの内部には、液体冷媒90が封入されている。そして、冷媒熱伝導部311aと冷媒蓄積部311bと連結部311cとを合せて中空部311が構成される。冷媒蓄積部311bには、冷却に必要十分な液体冷媒90が蓄積されている。   In addition, a refrigerant accumulation unit 311 b that accumulates the liquid refrigerant 90 is formed inside the exit polarizing plate cooling frame 310. The two transparent members 312a and 312b, the transparent member holding portion 314, and the sealing material 313 form a refrigerant heat conduction portion 311a having a substantially uniform gap. The refrigerant heat conducting portion 311a covers the light transmission region 73a of the exit polarizing plate 73. And the refrigerant | coolant heat conduction part 311a and the refrigerant | coolant storage part 311b are connected by the connection part 311c. The connecting portion 311c has the same shape as the cross-sectional shape perpendicular to the Z direction of the refrigerant heat conducting portion 311a, and connects the refrigerant heat conducting portion 311a and the refrigerant accumulating portion 311b. In addition, a liquid refrigerant 90 is sealed inside the refrigerant heat conducting unit 311a, the refrigerant accumulating unit 311b, and the connecting unit 311c. And the hollow part 311 is comprised combining the refrigerant | coolant heat conductive part 311a, the refrigerant | coolant storage part 311b, and the connection part 311c. Liquid refrigerant 90 necessary and sufficient for cooling is accumulated in the refrigerant accumulation unit 311b.

なお、略矩形形状の外形を有する射出偏光板冷却枠310の4つの角部には、色合成光学系80を構成するクロスダイクロイックプリズム81に対して、射出側光変換ユニット300を所定の位置となるように位置調整を行い固定するための位置決めピン83を挿入する孔部316が形成されている。所定の位置とは、図示Y方向に対しては中空部311内の液体冷媒90が光学像を形成する焦点面となるライトバルブ71の液晶面から十分に離れた位置であり、図示X・Z平面方向に対しては、画素ずれのない位置である。   In addition, at the four corners of the exit polarizing plate cooling frame 310 having a substantially rectangular outer shape, the exit side light conversion unit 300 is located at a predetermined position with respect to the cross dichroic prism 81 constituting the color combining optical system 80. A hole 316 for inserting a positioning pin 83 for adjusting and fixing the position is formed. The predetermined position is a position sufficiently separated from the liquid crystal surface of the light valve 71 as a focal plane on which the liquid refrigerant 90 in the hollow portion 311 forms an optical image with respect to the Y direction in the drawing, With respect to the planar direction, there is no pixel shift.

射出側光変換ユニット300における冷却動作は、前述した入射側光変換ユニット200の冷却動作と同様のため、説明は省略する。   Since the cooling operation in the emission side light conversion unit 300 is the same as the cooling operation of the incident side light conversion unit 200 described above, description thereof is omitted.

上述した入射側光変換ユニット200、光学装置800および射出側光変換ユニット300が位置決めピン83に固定され、固定部材82を介してクロスダイクロイックプリズム81に固定され、ユニット化される。なお、上述した光学装置は、光変調・変換部70を構成する緑色光用の入射偏光板72(72G)、ライトバルブ71(71G)および射出偏光板73(73G)に対して構成した場合であり、赤色光用および青色光用に対しても同様に光学装置を構成できる。また、赤色光用および青色光用の光学装置もクロスダイクロイックプリズム81の対応する面部に固定され、ユニット化される。   The incident-side light conversion unit 200, the optical device 800, and the emission-side light conversion unit 300 described above are fixed to the positioning pin 83, fixed to the cross dichroic prism 81 via the fixing member 82, and unitized. The optical device described above is configured with respect to the incident light polarizing plate 72 (72G), the light valve 71 (71G), and the exit polarizing plate 73 (73G) for green light constituting the light modulation / conversion unit 70. Yes, an optical device can be configured similarly for red light and blue light. Further, the optical devices for red light and blue light are also fixed to the corresponding surface portions of the cross dichroic prism 81 and unitized.

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光学装置800によれば、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)の画像形成領域71a外に対応する領域に、液体冷媒90が内部に封入される中空部111が形成されるため、ライトバルブ71の画像形成領域71aには液体冷媒90が存在しない。これにより、液体冷媒90に発生する気泡や温度の不均一によるゆらぎなどによって投射映像の画質劣化が発生しない。
また、遮光部21が、隣接する画素電極20の間の領域へ向かう光を遮光して、画素電極20の有効表示領域へ向かう入射光を遮光しない対向基板5の領域内に形成されるため、画素電極20へ向かう光が弱まることが無い。
また、遮光部21は、対向基板5の所定領域内の内面に有する断面の断面内に、熱伝導性を有して形成されるため、熱が伝導する方向に対する断面積を十分に大きくすることができ、ライトバルブ71内部で発生した熱を効率よく伝導することができる。
また、遮光部21は、接触部7において、熱伝導部材150を介してライトバルブ冷却枠110(ライトバルブ対面受面部116a)に密着固定されるため、遮光部21に伝導した熱は、ライトバルブ冷却枠110に効率的に伝導する。ライトバルブ冷却枠110に伝導した熱は、ライトバルブ冷却枠110の外面から放熱されると共に、中空部111内の液体冷媒90に伝導する。液体冷媒90に熱が伝導することにより、液体冷媒90の自然対流が起こり、熱が効率的に冷却される。従って、画質低下を起こさず効率的な冷却を実現できる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the optical device 800 of the present embodiment, the hollow portion 111 in which the liquid refrigerant 90 is enclosed is formed in a region corresponding to the outside of the image forming region 71a of the light valve 71 (liquid crystal light valve 1). Therefore, the liquid refrigerant 90 does not exist in the image forming area 71a of the light valve 71. As a result, the image quality of the projected image does not deteriorate due to bubbles generated in the liquid refrigerant 90 or fluctuation due to temperature non-uniformity.
Further, since the light shielding portion 21 is formed in the region of the counter substrate 5 that shields the light traveling toward the region between the adjacent pixel electrodes 20 and does not shield the incident light traveling toward the effective display region of the pixel electrode 20. The light traveling toward the pixel electrode 20 is not weakened.
Further, since the light shielding portion 21 is formed with thermal conductivity in the cross section of the cross section of the inner surface in the predetermined region of the counter substrate 5, the cross sectional area in the direction in which heat is conducted must be sufficiently large. The heat generated inside the light valve 71 can be efficiently conducted.
Further, since the light shielding portion 21 is closely fixed to the light valve cooling frame 110 (light valve facing surface portion 116a) via the heat conducting member 150 in the contact portion 7, the heat conducted to the light shielding portion 21 is reduced to the light valve. Conducted efficiently to the cooling frame 110. The heat conducted to the light valve cooling frame 110 is radiated from the outer surface of the light valve cooling frame 110 and is conducted to the liquid refrigerant 90 in the hollow portion 111. When heat is conducted to the liquid refrigerant 90, natural convection of the liquid refrigerant 90 occurs, and the heat is efficiently cooled. Therefore, efficient cooling can be realized without causing image quality degradation.

(2)本実施形態のプロジェクタ900によれば、光学装置800を備え、光源装置30としてのランプ31から光束が射出され、光学装置800で画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投射部85を構成する投射レンズ86により形成された光学像を投射する。これにより、上述した光学装置800の効果を併せ持つことで、光学装置800で発生する熱を効率的に冷却することができ、温度特性を向上させることができる。
(第2実施形態)
(2) According to the projector 900 of the present embodiment, the optical device 800 is provided, a light beam is emitted from the lamp 31 as the light source device 30, and the optical device 800 modulates according to image information to form an optical image. The optical image formed by the projection lens 86 constituting the projection unit 85 is projected. Thereby, by having the effect of the optical apparatus 800 mentioned above, the heat which generate | occur | produces in the optical apparatus 800 can be cooled efficiently, and a temperature characteristic can be improved.
(Second Embodiment)

図11は、本発明の第2実施形態に係る光学装置の構造を示す概略断面図である。図11を用いて、光学装置801の構造および動作を説明する。   FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an optical device according to the second embodiment of the present invention. The structure and operation of the optical device 801 will be described with reference to FIG.

本実施形態の光学装置801は、図9に示した熱伝導部材150を用いない構造となる。ライトバルブ71は、ライトバルブ冷却枠110のライトバルブ対面受面部116aとライトバルブ固定枠120とにより、弾性部材140を介在させて、押圧されて狭持されることにより、保持される。これにより、ライトバルブ71の接触部7とライトバルブ対面受面部116aとを直接接触させ、ライトバルブ71に形成する遮光部21とライトバルブ対面受面部116aとを密着させた構造となる。   The optical device 801 of this embodiment has a structure that does not use the heat conducting member 150 shown in FIG. The light valve 71 is held by being pressed and held between the light valve facing surface portion 116a of the light valve cooling frame 110 and the light valve fixing frame 120 with the elastic member 140 interposed therebetween. As a result, the contact portion 7 of the light valve 71 and the light valve facing surface portion 116a are brought into direct contact with each other, and the light shielding portion 21 formed on the light valve 71 and the light valve facing surface portion 116a are brought into close contact with each other.

なお、上述した構成部分が第1実施形態と異なるところであり、それ以外は第1実施形態と同様となる。従って、図11において、第1実施形態と同様の構成部には、第1実施形態と同様の符号を付記している。
また、光学装置801のライトバルブ71で発生した熱に関しての冷却動作(各構成部への熱の伝導動作と冷却動作)は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。
Note that the components described above are different from the first embodiment, and the other parts are the same as those of the first embodiment. Therefore, in FIG. 11, the same reference numerals as those in the first embodiment are added to the same components as those in the first embodiment.
In addition, the cooling operation (heat conduction operation and cooling operation to each component) related to the heat generated by the light valve 71 of the optical device 801 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

上述した、実施形態によれば、遮光部21とライトバルブ対面受面部116aとの熱伝導効率は若干低下するものの、熱伝導部材150を用いなくても、ライトバルブ71で発生する熱を第1実施形態と略同様に冷却することができる。また、熱伝導部材150を用いなくても良いため、光学装置801の組立性が向上する。
(第3実施形態)
According to the above-described embodiment, although the heat conduction efficiency between the light shielding portion 21 and the light valve facing surface portion 116a is slightly lowered, the heat generated in the light valve 71 is first generated without using the heat conduction member 150. Cooling can be performed in substantially the same manner as in the embodiment. Further, since the heat conducting member 150 need not be used, the assembling property of the optical device 801 is improved.
(Third embodiment)

図12は、本発明の第3実施形態に係る光学装置の構造を示すブロック図である。図12を用いて、ブロック図を説明する。なお、入射側光変換ユニット200、射出側光変換ユニット300および光学装置800の説明には、適宜、図10で示した構成部を使用する。
本実施形態の光学装置802は、色分離光学系42で分離された各色光(赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B))に対応して、入射側光変換ユニット200、光学装置800、射出側光変換ユニット300を用いている。そして、その色光毎に、入射側光変換ユニット200、光学装置800、射出側光変換ユニット300で構成されるユニットに対して、赤色光をユニット700R、緑色光をユニット700G、青色光をユニット700Bとして構成されている。なお、図12では、緑色光用のユニット700Gのみ、入射側光変換ユニット200、光学装置800、射出側光変換ユニット300を略図を用いて示し、その他の色光については、略して示している。そして、本実施形態の光学装置802は、それぞれのユニット700R,700G,700Bに強制的に液体冷媒90を流動(強制対流)させて、入射偏光板72、ライトバルブ71、射出偏光板73で発生する熱を冷却させる構成となっている。
FIG. 12 is a block diagram showing a structure of an optical device according to the third embodiment of the present invention. The block diagram will be described with reference to FIG. In the description of the incident side light conversion unit 200, the emission side light conversion unit 300, and the optical device 800, the components shown in FIG. 10 are used as appropriate.
The optical device 802 of the present embodiment corresponds to each color light (red light (R), green light (G), blue light (B)) separated by the color separation optical system 42, and the incident side light conversion unit 200. The optical device 800 and the emission side light conversion unit 300 are used. Then, for each color light, for the unit constituted by the incident side light conversion unit 200, the optical device 800, and the emission side light conversion unit 300, red light is unit 700R, green light is unit 700G, and blue light is unit 700B. It is configured as. In FIG. 12, only the green light unit 700G, the incident-side light conversion unit 200, the optical device 800, and the emission-side light conversion unit 300 are shown using schematic diagrams, and the other color lights are omitted. Then, the optical device 802 of the present embodiment forcibly causes the liquid refrigerant 90 to flow (forced convection) in each of the units 700R, 700G, and 700B, and is generated by the incident polarizer 72, the light valve 71, and the exit polarizer 73. It is the structure which cools the heat to do.

光学装置802は、液体冷媒90を蓄積する冷媒蓄積部500として、送出タンク510、戻りタンク520、リザーブタンク530を備える。また、光学装置802は、放熱を集中的に行うラジエータ540、液体冷媒90を強制的に循環させる循環駆動部としてのポンプ550を備えている。そして、光学装置802は、各色光用のユニット700R,700G,700B、冷媒蓄積部500、ラジエータ540、ポンプ550などを連結して液体冷媒90を循環させる流路610を形成する循環部600を備えている。   The optical device 802 includes a delivery tank 510, a return tank 520, and a reserve tank 530 as the refrigerant accumulation unit 500 that accumulates the liquid refrigerant 90. In addition, the optical device 802 includes a radiator 540 that concentrates heat dissipation and a pump 550 as a circulation drive unit that forcibly circulates the liquid refrigerant 90. The optical device 802 includes a circulation unit 600 that connects the units 700R, 700G, and 700B for each color light, the refrigerant storage unit 500, the radiator 540, the pump 550, and the like to form a flow path 610 that circulates the liquid refrigerant 90. ing.

各構成部と流路610との連結関係を説明する。
ポンプ550と送出タンク510が流路610で連結される。また、送出タンク510と各色光のユニット700R,700G,700Bとが流路610により連結される。詳細には、例えば、ユニット700Gを例に連結を説明すると、送出タンク510からの流路610の1つは、入射側光変換ユニット200の中空部211の冷媒蓄積部211bにカプラ560を介して連結される。また、送出タンク510からの流路610の1つは、光学装置800の中空部111にカプラ560を介して連結される。また、送出タンク510からの流路610の1つは、射出側光変換ユニット300の中空部311の冷媒蓄積部311bにカプラ560を介して連結される。
A connection relationship between each component and the flow path 610 will be described.
Pump 550 and delivery tank 510 are connected by flow path 610. Also, the delivery tank 510 and each color light unit 700R, 700G, 700B are connected by a flow path 610. Specifically, for example, the connection will be described by taking the unit 700G as an example. One of the flow paths 610 from the delivery tank 510 is connected to the refrigerant storage part 211b of the hollow part 211 of the incident side light conversion unit 200 via the coupler 560. Connected. Further, one of the flow paths 610 from the delivery tank 510 is connected to the hollow portion 111 of the optical device 800 via a coupler 560. In addition, one of the flow paths 610 from the delivery tank 510 is connected to the refrigerant accumulation unit 311 b of the hollow portion 311 of the emission side light conversion unit 300 via the coupler 560.

そして、入射側光変換ユニット200の中空部211の冷媒蓄積部211bにカプラ560を介して別の流路610の一方が連結されて、この流路610の他方が戻りタンク520に連結される。同様に、光学装置800の中空部111および射出側光変換ユニット300の中空部311の冷媒蓄積部311bからもカプラ560を介して別の流路610の一方が連結されて、この流路610の他方が戻りタンク520に連結される。   Then, one of the other flow paths 610 is connected to the refrigerant storage part 211 b of the hollow part 211 of the incident side light conversion unit 200 via the coupler 560, and the other of the flow paths 610 is connected to the return tank 520. Similarly, one of the other flow paths 610 is also connected via the coupler 560 from the hollow portion 111 of the optical device 800 and the refrigerant accumulation portion 311b of the hollow portion 311 of the emission side light conversion unit 300. The other is connected to the return tank 520.

上述したユニット700Gの流路610の連結は、ユニット700R,700Bにおいても同様に連結される。なお、ユニット700R,700G,700Bは、送出タンク510と戻りタンク520との間で、並列に連結されると共に、ユニット700R,700G,700Bを構成する各色光の光学装置800(800R,800G,800B)、各入射側光変換ユニット200(200R,200G,200B)、各射出側光変換ユニット300(300R,300G,300B)も並列に連結されている。詳細には、送出タンク510からの流路610は、9本分岐され、ユニット700R,700G,700Bの各入射側光変換ユニット200、各光学装置800、各射出側光変換ユニット300と連結されている。   The connection of the flow path 610 of the unit 700G described above is similarly connected in the units 700R and 700B. The units 700R, 700G, and 700B are connected in parallel between the delivery tank 510 and the return tank 520, and each color light optical device 800 (800R, 800G, and 800B) that constitutes the units 700R, 700G, and 700B. ), Each incident side light conversion unit 200 (200R, 200G, 200B) and each emission side light conversion unit 300 (300R, 300G, 300B) are also connected in parallel. Specifically, nine flow paths 610 from the delivery tank 510 are branched and connected to the incident-side light conversion units 200, the optical devices 800, and the emission-side light conversion units 300 of the units 700R, 700G, and 700B. Yes.

また、戻りタンク520は、ラジエータ540と流路610で連結され、ラジエータ540は、リザーブタンク530と流路610で連結され、リザーブタンク530は、ポンプ550と流路610で連結される。
上述したように、本実施形態の光学装置802は、循環部600の流路610により、それぞれの構成部が連結される。
The return tank 520 is connected to the radiator 540 through the flow path 610, the radiator 540 is connected to the reserve tank 530 and the flow path 610, and the reserve tank 530 is connected to the pump 550 through the flow path 610.
As described above, in the optical device 802 of the present embodiment, the respective components are connected by the flow path 610 of the circulation unit 600.

なお、図中、流路610は、矢印で示しており、液体冷媒90の流動方向も合せて示している。また、ユニット700G内の入射側光変換ユニット200、光学装置800、射出側光変換ユニット300内での矢印は、液体冷媒90の流動方向を模式的に示している。   In the figure, the flow path 610 is indicated by an arrow, and the flow direction of the liquid refrigerant 90 is also indicated. Further, the arrows in the incident side light conversion unit 200, the optical device 800, and the emission side light conversion unit 300 in the unit 700G schematically indicate the flow direction of the liquid refrigerant 90.

光学装置802における液体冷媒90の動作を説明する。
ポンプ550が駆動することにより、液体冷媒90が吐出される。吐出された液体冷媒90は送出タンク510内に流入し、送出タンク510内の液体冷媒90を各色光用のユニット700R,700G,700Bを構成する各入射側光変換ユニット200、各光学装置800、各射出側光変換ユニット300に送出する。
The operation of the liquid refrigerant 90 in the optical device 802 will be described.
When the pump 550 is driven, the liquid refrigerant 90 is discharged. The discharged liquid refrigerant 90 flows into the delivery tank 510, and the liquid refrigerant 90 in the delivery tank 510 is made into each incident side light conversion unit 200, each optical device 800, which constitutes each color light unit 700R, 700G, 700B, The light is sent to each emission side light conversion unit 300.

ここで、緑色光用のユニット700Gを例にして液体冷媒90の動作を説明する。
送出タンク510から流路610により、液体冷媒90は、入射側光変換ユニット200の中空部211の冷媒蓄積部211b内に流入する。これにより液体冷媒90は中空部211内部を流動して、冷媒蓄積部211bの外に流出する。この際、入射偏光板72で発生する熱が中空部211内を流動する液体冷媒90に伝熱して流出することにより、入射偏光板72で発生する熱が冷却される。冷媒蓄積部211bの外に流出した液体冷媒90は流路610により、戻りタンク520内に流入する。
Here, the operation of the liquid refrigerant 90 will be described by taking the green light unit 700G as an example.
Through the flow path 610 from the delivery tank 510, the liquid refrigerant 90 flows into the refrigerant accumulation part 211b of the hollow part 211 of the incident side light conversion unit 200. As a result, the liquid refrigerant 90 flows inside the hollow portion 211 and flows out of the refrigerant accumulation portion 211b. At this time, heat generated in the incident polarizing plate 72 is transferred to the liquid refrigerant 90 flowing in the hollow portion 211 and flows out, whereby the heat generated in the incident polarizing plate 72 is cooled. The liquid refrigerant 90 that has flowed out of the refrigerant accumulation unit 211 b flows into the return tank 520 through the flow path 610.

また、液体冷媒90は、送出タンク510から光学装置800の中空部111内に流入する。これにより液体冷媒90は中空部111内部を流動して、中空部111の外に流出する。この際、ライトバルブ71で発生する熱が中空部111内を流動する液体冷媒90に伝熱して流出することにより、ライトバルブ71で発生する熱が冷却される。中空部111の外に流出した液体冷媒90は流路610により、戻りタンク520内に流入する。   Further, the liquid refrigerant 90 flows from the delivery tank 510 into the hollow portion 111 of the optical device 800. Thereby, the liquid refrigerant 90 flows inside the hollow portion 111 and flows out of the hollow portion 111. At this time, the heat generated in the light valve 71 is cooled by transferring the heat to the liquid refrigerant 90 flowing in the hollow portion 111 and flowing out. The liquid refrigerant 90 that has flowed out of the hollow portion 111 flows into the return tank 520 through the flow path 610.

また、液体冷媒90は、送出タンク510から射出側光変換ユニット300の中空部311の冷媒蓄積部311b内に流入する。これにより液体冷媒90は中空部311内部を流動して、冷媒蓄積部311bの外に流出する。この際、射出偏光板73で発生する熱が中空部311内を流動する液体冷媒90に伝熱して流出することにより、射出偏光板73で発生する熱が冷却される。冷媒蓄積部311bの外に流出した液体冷媒90は流路610により、戻りタンク520内に流入する。   Further, the liquid refrigerant 90 flows from the delivery tank 510 into the refrigerant accumulation part 311b of the hollow part 311 of the emission side light conversion unit 300. As a result, the liquid refrigerant 90 flows inside the hollow portion 311 and flows out of the refrigerant accumulation portion 311b. At this time, the heat generated in the injection polarizing plate 73 is cooled by transferring the heat generated in the injection polarizing plate 73 to the liquid refrigerant 90 flowing in the hollow portion 311 and flowing out. The liquid refrigerant 90 that has flowed out of the refrigerant accumulation unit 311 b flows into the return tank 520 through the flow path 610.

ユニット700R,700Bにおいても、上述したと同様な液体冷媒90の動作が行われる。   In the units 700R and 700B, the operation of the liquid refrigerant 90 similar to that described above is performed.

戻りタンク520内に流入した熱を内在する液体冷媒90は、流路610によりラジエータ540に流入する。ラジエータ540により、熱を内在した液体冷媒90が冷却される。冷却された液体冷媒90がラジエータ540から流出し、流路610によりリザーブタンク530に流入する。リザーブタンク530に流入した液体冷媒90は、流路610を流動しポンプ550に吸入される。   The liquid refrigerant 90 containing the heat flowing into the return tank 520 flows into the radiator 540 through the flow path 610. The radiator 540 cools the liquid refrigerant 90 containing heat. The cooled liquid refrigerant 90 flows out of the radiator 540 and flows into the reserve tank 530 through the flow path 610. The liquid refrigerant 90 flowing into the reserve tank 530 flows through the flow path 610 and is sucked into the pump 550.

このような液体冷媒90のポンプ550による強制的な流動が繰返されることにより、各色光用の入射偏光板72、ライトバルブ71、射出偏光板73で発生する熱が冷却される。   By repeating the forced flow of the liquid refrigerant 90 by the pump 550, the heat generated in the incident polarizer 72, the light valve 71, and the exit polarizer 73 for each color light is cooled.

なお、冷媒蓄積部500を構成する送出タンク510および戻りタンク520は、ユニット700R,700G,700Bをそれぞれの位置に固定する位置決めピン83を介してクロスダイクロイックプリズム81の近辺に設置される。これにより、流路610の引き回しを簡潔にしている。また、リザーブタンク530は、メンテナンスなどの面から、プロジェクタ900の外装を構成する筐体(不図示)の近辺に設置されている。これにより、リザーブタンク530に液体冷媒90を補給することができる。   The sending tank 510 and the return tank 520 constituting the refrigerant accumulating unit 500 are installed in the vicinity of the cross dichroic prism 81 via positioning pins 83 that fix the units 700R, 700G, and 700B at their respective positions. Thereby, the routing of the flow path 610 is simplified. The reserve tank 530 is installed in the vicinity of a casing (not shown) that constitutes the exterior of the projector 900 from the standpoint of maintenance and the like. Thereby, the liquid refrigerant 90 can be supplied to the reserve tank 530.

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光学装置802によれば、ポンプ550により、循環部600が形成する流路610中に液体冷媒90を強制的に循環させるため、循環部600と連結される中空部111や中空部211,311において、内部で強制的な対流が起こる。それにより、ライトバルブ71、入射偏光板72、射出偏光板73で発生する熱は、強制的な循環と対流(流動)により更に効率的に冷却される。従って、液体冷媒90による更に効率的な冷却を実現できる光学装置802およびプロジェクタ900が提供できる。
(第4実施形態)
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the optical device 802 of this embodiment, the pump 550 forcibly circulates the liquid refrigerant 90 in the flow path 610 formed by the circulation unit 600, so that the hollow part 111 connected to the circulation unit 600 is used. In the hollow portions 211 and 311, forced convection occurs inside. Thereby, the heat generated in the light valve 71, the incident polarizer 72, and the exit polarizer 73 is further efficiently cooled by forced circulation and convection (flow). Therefore, the optical device 802 and the projector 900 that can realize more efficient cooling by the liquid refrigerant 90 can be provided.
(Fourth embodiment)

図13は、本発明の第4実施形態に係る光学装置の構造を示す概略平面図である。図13を用いて、光学装置803の構造および動作を説明する。   FIG. 13 is a schematic plan view showing the structure of the optical device according to the fourth embodiment of the present invention. The structure and operation of the optical device 803 will be described with reference to FIG.

本実施形態の光学装置803は、ライトバルブ冷却枠160に、中空部161、ギヤポンプ551、リザーブタンク531、循環部601などを設置して構成される。そして、中空部161、ギヤポンプ551、リザーブタンク531、循環部601に液体冷媒90を封入し、その液体冷媒90を強制流動(対流)させる構成となっている。   The optical device 803 of this embodiment is configured by installing a hollow portion 161, a gear pump 551, a reserve tank 531, a circulation portion 601, etc. in a light valve cooling frame 160. The liquid refrigerant 90 is sealed in the hollow portion 161, the gear pump 551, the reserve tank 531, and the circulation portion 601, and the liquid refrigerant 90 is forced to flow (convection).

光学装置803において、ライトバルブ冷却枠160は、熱伝導性の高い部材であるアルミニウム合金で形成され、略矩形形状の外形をなしている。また、ライトバルブ冷却枠160の外周には、放熱用のフィン168が形成されている。   In the optical device 803, the light valve cooling frame 160 is formed of an aluminum alloy that is a member having high thermal conductivity, and has a substantially rectangular outer shape. In addition, heat radiation fins 168 are formed on the outer periphery of the light valve cooling frame 160.

また、ライトバルブ71の画像形成領域71a(図13に二点鎖線で示す領域内)の領域外に、画像形成領域71aの外形形状から一定距離を確保した略相似形状で開口部が形成され、その開口部にライトバルブ71を案内して保持するためのライトバルブ案内部165が形成されている。なお、本実施形態では、前記第1実施形態で説明した図9に示したライトバルブ案内部115と同様の形態が構成されており、ライトバルブ71は、熱伝導部材(不図示)と弾性部材(不図示)に挟まれる形態で、ライトバルブ固定枠(不図示)に押圧されることにより、ライトバルブ冷却枠160とライトバルブ固定枠(不図示)とで狭持される。   In addition, an opening is formed in a substantially similar shape that secures a certain distance from the outer shape of the image forming area 71a outside the area of the image forming area 71a of the light valve 71 (inside the area indicated by the two-dot chain line in FIG. 13). A light valve guide 165 for guiding and holding the light valve 71 is formed in the opening. In the present embodiment, a configuration similar to that of the light valve guide 115 shown in FIG. 9 described in the first embodiment is configured, and the light valve 71 includes a heat conduction member (not shown) and an elastic member. By being pressed by a light valve fixing frame (not shown) in a form sandwiched between (not shown), it is held between the light valve cooling frame 160 and the light valve fixing frame (not shown).

また、中空部161は、ライトバルブ71の画像形成領域71aの領域外となるライトバルブ冷却枠160の背面側(光束の射出側)に密着して設置されている。中空部161は、断面略矩形形状を有する管となる冷媒熱伝導管161aで構成されている。また、冷媒熱伝導管161aは、熱伝導性が高い部材で構成されている。また、冷媒熱伝導管161aは、ライトバルブ冷却枠160の外周に沿って略一巡するように形成され設置されている。   The hollow portion 161 is installed in close contact with the back side (light emission side) of the light valve cooling frame 160 outside the image forming area 71a of the light valve 71. The hollow portion 161 is composed of a refrigerant heat conduction tube 161a that is a tube having a substantially rectangular cross section. Moreover, the refrigerant | coolant heat conductive tube 161a is comprised with the member with high heat conductivity. Further, the refrigerant heat conduction tube 161 a is formed and installed so as to make a circuit along the outer periphery of the light valve cooling frame 160.

冷媒熱伝導管161aは、開口する両端部を有し、一方の開口端部は、循環部601の形成する流路611を介してリザーブタンク531と連結されている。また他方の開口端部は循環駆動部としてのギヤポンプ551の吐出口551aと連結されている。また、ギヤポンプ551の吸入口551bは、循環部601の形成する流路611を介してリザーブタンク531と連結されている。なお、ギヤポンプ551は、小型化が可能で、正方向/逆方向の切替えなども確実に行えることにより用いている。なお、リザーブタンク531、ギヤポンプ551および流路611は、冷媒熱伝導管161aと同様に、ライトバルブ冷却枠160の背面側に密着して設置されている。このように光学装置803は構成される。   The refrigerant heat conduction tube 161 a has both ends that open, and one opening end is connected to the reserve tank 531 via a flow path 611 formed by the circulation unit 601. The other opening end is connected to a discharge port 551a of a gear pump 551 as a circulation drive unit. The suction port 551b of the gear pump 551 is connected to the reserve tank 531 via a flow path 611 formed by the circulation unit 601. The gear pump 551 is used because it can be reduced in size and can be switched between the forward direction and the reverse direction with certainty. Note that the reserve tank 531, the gear pump 551, and the flow path 611 are installed in close contact with the back side of the light valve cooling frame 160, similarly to the refrigerant heat conduction pipe 161a. Thus, the optical device 803 is configured.

上述したように、連結して構成された冷媒熱伝導管161a、リザーブタンク531、流路611およびギヤポンプ551の内部には、液体冷媒90が封入される。特にリザーブタンク531には、ライトバルブ71の熱の冷却に必要十分な液体冷媒90が封入される。   As described above, the liquid refrigerant 90 is sealed inside the refrigerant heat conduction pipe 161 a, the reserve tank 531, the flow path 611, and the gear pump 551 configured to be connected. In particular, the reserve tank 531 is filled with a liquid refrigerant 90 necessary and sufficient for cooling the heat of the light valve 71.

光学装置803の冷却動作を説明する。
ライトバルブ71で発生した熱は、遮光部(不図示)を伝熱し、接触部(不図示)から熱伝導部材(不図示)を伝導し、ライトバルブ冷却枠160に伝導する。ライトバルブ冷却枠160に伝導した熱は中空部161に伝導し、内部の液体冷媒90に伝導する。ここで、ギヤポンプ551が駆動することにより、吐出口551aから液体冷媒90が吐出される。吐出される液体冷媒90により、冷媒熱伝導管161aの内部でライトバルブ71の発生した熱を伝導された液体冷媒90が流動される。
The cooling operation of the optical device 803 will be described.
The heat generated in the light valve 71 is transmitted through a light shielding portion (not shown), conducted from a contact portion (not shown) through a heat conducting member (not shown), and conducted to the light valve cooling frame 160. The heat conducted to the light valve cooling frame 160 is conducted to the hollow portion 161 and conducted to the liquid refrigerant 90 inside. Here, when the gear pump 551 is driven, the liquid refrigerant 90 is discharged from the discharge port 551a. The discharged liquid refrigerant 90 causes the liquid refrigerant 90 that has been conducted by the heat generated by the light valve 71 to flow inside the refrigerant heat conduction pipe 161a.

冷媒熱伝導管161aの内部を流動した液体冷媒90は、流路611を流通してリザーブタンク531に流入する。リザーブタンク531に流入した液体冷媒90は、流路611を流通してギヤポンプ551の吸入口551bに流入する。この流動により、冷媒熱伝導管161aの内部で、ライトバルブ71の発生した熱を伝導された液体冷媒90が流動して、この熱を伝導された液体冷媒90が冷却される。従って、ライトバルブ71で発生する熱が冷却される。また、ライトバルブ冷却枠160の外周に形成した放熱用のフィン168からも熱が放熱して、冷却効率を向上している。
なお、図中に示す矢印は、液体冷媒90の流動方向を模式的に示している。
The liquid refrigerant 90 that has flowed inside the refrigerant heat conduction pipe 161 a flows through the flow path 611 and flows into the reserve tank 531. The liquid refrigerant 90 flowing into the reserve tank 531 flows through the flow path 611 and flows into the suction port 551b of the gear pump 551. Due to this flow, the liquid refrigerant 90 conducted by the heat generated by the light valve 71 flows inside the refrigerant heat conduction pipe 161a, and the liquid refrigerant 90 conducted by this heat is cooled. Accordingly, the heat generated in the light valve 71 is cooled. Further, heat is dissipated from the heat dissipating fins 168 formed on the outer periphery of the light valve cooling frame 160 to improve the cooling efficiency.
Note that the arrows shown in the drawing schematically indicate the flow direction of the liquid refrigerant 90.

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光学装置803によれば、ギヤポンプ551により、冷媒熱伝導管161a内部に液体冷媒90を強制的に循環させるため、中空部161において、内部で強制的な対流が起こる。それにより、ライトバルブ71で発生する熱は、強制的な循環と対流(流動)により効率的に冷却される。従って、液体冷媒90による更に効率的な冷却を実現できる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the optical device 803 of the present embodiment, the liquid refrigerant 90 is forcibly circulated inside the refrigerant heat conduction tube 161a by the gear pump 551, so that forced convection occurs inside the hollow portion 161. Thereby, the heat generated in the light valve 71 is efficiently cooled by forced circulation and convection (flow). Therefore, more efficient cooling by the liquid refrigerant 90 can be realized.

(2)ライトバルブ冷却枠160は、ライトバルブ71の画像形成領域71aの領域外に、画像形成領域71aの外形形状から一定距離を確保した相似形状で開口部が形成され、その開口部にライトバルブ71を案内して保持するためのライトバルブ案内部165が形成されて、ライトバルブ71を保持している。これにより、ライトバルブ71の画像形成領域71aには液体冷媒90が存在しないため、液体冷媒90に発生する気泡や温度の不均一によるゆらぎなどが光学像として形成されないため、プロジェクタなどに光学装置803を搭載した場合には、投射映像として投射されず投射映像の画質劣化を起こすことはない。従って、液体冷媒90による画質低下がなく効率的な冷却を実現できる。   (2) The light valve cooling frame 160 has an opening formed in a similar shape in which a certain distance is secured from the outer shape of the image forming area 71a outside the image forming area 71a of the light valve 71. A light valve guide 165 for guiding and holding the bulb 71 is formed to hold the light bulb 71. Thereby, since the liquid refrigerant 90 does not exist in the image forming area 71a of the light valve 71, bubbles generated in the liquid refrigerant 90, fluctuation due to non-uniform temperature, and the like are not formed as an optical image. Is not projected as a projected image, the image quality of the projected image is not deteriorated. Therefore, the image quality is not deteriorated by the liquid refrigerant 90, and efficient cooling can be realized.

(3)本実施形態の光学装置803によれば、ライトバルブ冷却枠160に中空部161、ギヤポンプ551、リザーブタンク531、流路611を設置できるため、第3実施形態における接続のためのカプラ560などを必要としないなど、構成が簡易となり、コンパクトな冷却構造とすることができる。
また、強制対流を行う構成がライトバルブ冷却枠160に総て備わり完結するため、プロジェクタを組立てる際には、液体冷媒90を封入する必要がなく(光学装置803を組立てる場合だけ封入する必要がある)、粉塵の混入や、液体冷媒90の流出による気泡の発生など、投射映像の画質劣化につながるリスクを最小限にすることが可能となる。
また、光学装置803の製造においても、コンパクトな冷却構造となるため、組立性が向上し、それにより光学装置803の信頼性が向上する。
(3) According to the optical device 803 of the present embodiment, the hollow portion 161, the gear pump 551, the reserve tank 531, and the flow path 611 can be installed in the light valve cooling frame 160, and thus the coupler 560 for connection in the third embodiment. The structure becomes simple and a compact cooling structure can be obtained.
Further, since the configuration for performing the forced convection is completely provided in the light valve cooling frame 160, it is not necessary to enclose the liquid refrigerant 90 when assembling the projector (it is necessary to enclose only when the optical device 803 is assembled). ), It is possible to minimize the risk of deteriorating the image quality of the projected image, such as dust contamination and the generation of bubbles due to the outflow of the liquid refrigerant 90.
In addition, since the optical device 803 is manufactured in a compact cooling structure, the assembling property is improved, thereby improving the reliability of the optical device 803.

(4)本実施形態の光学装置803によれば、各色光用のライトバルブ71に対して光学装置803を構成することにより、各色光用のライトバルブ71に対して上記効果を同様に奏することができる。
(第5実施形態)
(4) According to the optical device 803 of the present embodiment, by configuring the optical device 803 for the light valve 71 for each color light, the above-described effects are similarly exerted on the light valve 71 for each color light. Can do.
(Fifth embodiment)

図14は、本発明の第5実施形態に係る光学装置の構造を示す概略断面図である。なお図14は、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)の対向基板5の概略断面図を示している。また図14は、紙面上方に図示しない液晶層が形成されており、対向基板5の下側から光束が入射する位置関係で示している。図14を用いて、光学装置804の構造および動作を説明する。   FIG. 14 is a schematic sectional view showing the structure of an optical device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a schematic sectional view of the counter substrate 5 of the light valve 71 (liquid crystal light valve 1). FIG. 14 shows a positional relationship in which a liquid crystal layer (not shown) is formed above the plane of the paper, and the light beam enters from the lower side of the counter substrate 5. The structure and operation of the optical device 804 will be described with reference to FIG.

本実施形態の光学装置804は、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)の対向基板5の内面において、遮光部721が形成される断面内に、液体冷媒90が封入される間隙部730を有している。詳細には、図4(b)に示したと同様に、入射光αを表す線と、入射光βを表す線と、対向基板5の表面を示す線とで囲まれた領域Σ内に収まる範囲となる三角形状の断面部(溝部29)において、頂点Pの近傍となる断面領域に間隙部730が形成され、ふもとの断面領域に遮光部721が形成される。なお、対向基板5の内面(遮光部721の表面も含めて)には、共通電極57が形成され、その表面には、配向膜22bが形成されている。   The optical device 804 of the present embodiment has a gap portion 730 in which the liquid refrigerant 90 is enclosed in the cross section where the light shielding portion 721 is formed on the inner surface of the counter substrate 5 of the light valve 71 (liquid crystal light valve 1). ing. Specifically, as shown in FIG. 4B, a range that falls within an area Σ surrounded by a line representing incident light α, a line representing incident light β, and a line representing the surface of counter substrate 5. In the triangular cross section (groove 29), a gap 730 is formed in a cross-sectional area near the apex P, and a light-shielding section 721 is formed in the base cross-sectional area. A common electrode 57 is formed on the inner surface of the counter substrate 5 (including the surface of the light shielding portion 721), and the alignment film 22b is formed on the surface thereof.

図15は、間隙部の製造工程を示すフローチャートである。図16は、図15に示したフローチャートの工程毎の概略断面図である。図15、図16を用いて、間隙部730の製造工程を説明する。なお、実際に製造を行う場合には、大面積のマザー基板を用いて複数の対向基板5に間隙部730を一括して形成するが、本実施形態では、間隙部730の一部を取上げて、説明する。   FIG. 15 is a flowchart showing the manufacturing process of the gap. 16 is a schematic cross-sectional view for each step of the flowchart shown in FIG. A manufacturing process of the gap 730 will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the actual manufacturing, the gap portions 730 are collectively formed on the plurality of counter substrates 5 using a large-sized mother substrate. In this embodiment, a part of the gap portions 730 is taken up. ,explain.

図15に示すように、最初に、対向基板5の内面に遮光部721および間隙部730を形成するための溝部29を形成する工程(ST31)を行う。次に、後に間隙部730となる断面領域に被間隙部740を形成する工程(ST32)を行う。次に、被間隙部740を覆うように被間隙部740の上部の断面領域に遮光部721を形成する工程(ST33)を行う。最後に、被間隙部740を除去して、間隙部730を形成する工程(ST34)を行うことにより、間隙部730が形成される。併せて遮光部721も形成される。   As shown in FIG. 15, first, a step (ST31) of forming a groove portion 29 for forming the light shielding portion 721 and the gap portion 730 on the inner surface of the counter substrate 5 is performed. Next, a step (ST32) of forming a gap portion 740 in a cross-sectional area that will later become the gap portion 730 is performed. Next, a step (ST33) of forming a light shielding portion 721 in a cross-sectional area above the gap portion 740 so as to cover the gap portion 740 is performed. Finally, the gap portion 730 is formed by removing the gap portion 740 and performing the step of forming the gap portion 730 (ST34). In addition, a light shielding portion 721 is also formed.

図16(a)に示すのは、対向基板5の内面に遮光部721および間隙部730を形成するための溝部29を形成する工程(ST31)であり、対向基板5の内面に、機械加工やエッチングなどにより、断面形状が上述した三角形となる溝部29を形成する。本実施形態では、機械加工を用いて、詳細には、切削加工を行い溝部29を形成している。   FIG. 16A shows a step (ST31) of forming a groove portion 29 for forming the light shielding portion 721 and the gap portion 730 on the inner surface of the counter substrate 5, and machining or A groove 29 having the above-described triangular shape is formed by etching or the like. In the present embodiment, the machining is performed, and in detail, the groove 29 is formed by cutting.

図16(b)に示すのは、後に間隙部730となる断面領域に被間隙部740を形成する工程(ST32)であり、断面形状が三角形に形成された溝部29の頂点Pの近傍となる断面領域に、遮光部721を形成する材料とは異なる材料で被間隙部740を形成する。なお、遮光部721を形成する材料とは異なる材料とは、後で除去し易い材料が好ましく、低融点または薬品にて容易に溶解可能となる特性などを有する材料が良い。   FIG. 16B shows a step (ST32) of forming a gap portion 740 in a cross-sectional area that will later become the gap portion 730, and the cross-sectional shape is in the vicinity of the apex P of the groove portion 29 formed in a triangular shape. In the cross-sectional area, the gap portion 740 is formed with a material different from the material for forming the light shielding portion 721. Note that a material different from the material forming the light shielding portion 721 is preferably a material that can be easily removed later, and a material having a low melting point or a property that can be easily dissolved by a chemical is preferable.

図16(c)に示すのは、遮光部721を形成する工程(ST33)であり、被間隙部740が形成される断面領域以外の断面領域(ふもとの断面領域)に、被間隙部740を覆うように遮光部721を形成する。なお、遮光部721を形成する場合、遮光部721の厚さにもよるが、比較的薄い場合には、蒸着やスパッタリングなどの方法を用いることができる。また、遮光部721の厚さが厚い場合には、スクリーン印刷などの方法を用いることができる。いずれの場合にも、遮光部721以外の領域は、フォトレジストでマスキングすることにより、正確な部位に遮光部721を形成することができる。   FIG. 16C shows a step (ST33) of forming the light shielding portion 721, and the gap portion 740 is formed in a cross-sectional area (base cross-sectional area) other than the cross-sectional area where the gap portion 740 is formed. A light shielding portion 721 is formed so as to cover. In addition, when forming the light shielding part 721, although depending on the thickness of the light shielding part 721, when comparatively thin, methods, such as vapor deposition and sputtering, can be used. Further, when the light shielding portion 721 is thick, a method such as screen printing can be used. In any case, the light shielding portion 721 can be formed at an accurate portion by masking the region other than the light shielding portion 721 with a photoresist.

図16(d)に示すのは、間隙部730を形成する工程(ST34)であり、被間隙部740を除去して、溝部29による断面と遮光部721とで囲まれる中空の空間領域となる間隙部730を形成する。除去方法は、遮光部721の材料よりも低融点の材料で被間隙部740を形成して、高熱をかけて被間隙部740を形成する材料を溶解させる方法を用いることができる。また、薬品を用いて被間隙部740を形成する材料を溶解させる方法も用いることができる。   FIG. 16D shows a step of forming the gap 730 (ST34). The gap 740 is removed to form a hollow space region surrounded by the cross section of the groove 29 and the light shielding portion 721. A gap 730 is formed. As a removal method, a method of forming the gap portion 740 with a material having a melting point lower than that of the light shielding portion 721 and dissolving the material forming the gap portion 740 by applying high heat can be used. Alternatively, a method of dissolving a material for forming the gap portion 740 using a chemical can be used.

なお、上述した各工程により形成された間隙部730には、後工程により、液体冷媒90が封入される。また、このように形成された対向基板5を用いて、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)が形成される。また、図9、図11で示す接触部7にも遮光部721と共に間隙部730も延設されている。
このように形成されたライトバルブ71を用いて、図8、図9に示すと同様に組立てられることにより光学装置804が完成する。
In addition, the liquid refrigerant 90 is sealed in the gap portion 730 formed by each process described above in a subsequent process. Further, the light valve 71 (liquid crystal light valve 1) is formed by using the counter substrate 5 formed in this way. Further, a gap portion 730 is also extended along with the light shielding portion 721 in the contact portion 7 shown in FIGS.
Using the light valve 71 formed in this way, the optical device 804 is completed by assembling in the same manner as shown in FIGS.

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光学装置804によれば、ライトバルブ71で発生する熱は、遮光部721に伝導して、接触部7からライトバルブ冷却枠に伝導する。また、ライトバルブ71の遮光部721が形成される断面内となる溝部29に、液体冷媒90が封入される間隙部730を有しているため、ライトバルブ71で発生する熱は、遮光部721に伝導し、遮光部721に伝導した熱は、間隙部730に封入される液体冷媒90にも伝熱する。そして、液体冷媒90に伝熱した熱は、液体冷媒90の対流により接触部7への熱伝達が更に効率的に行われ、ライトバルブ冷却枠に伝導することができる。ライトバルブ冷却枠に伝導した熱は、第1実施形態と同様に効率的に冷却される。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the optical device 804 of the present embodiment, the heat generated in the light valve 71 is conducted to the light shielding portion 721 and from the contact portion 7 to the light valve cooling frame. In addition, since the gap portion 730 in which the liquid refrigerant 90 is sealed is provided in the groove portion 29 in the cross section in which the light shielding portion 721 of the light valve 71 is formed, the heat generated in the light valve 71 is reduced by the light shielding portion 721. The heat conducted to the light shielding part 721 is also transferred to the liquid refrigerant 90 enclosed in the gap part 730. The heat transferred to the liquid refrigerant 90 is more efficiently transferred to the contact portion 7 by the convection of the liquid refrigerant 90, and can be conducted to the light valve cooling frame. The heat conducted to the light valve cooling frame is efficiently cooled as in the first embodiment.

(2)本実施形態の光学装置804では、遮光部721は、アルミニウム単体や、アルミニウムに他の金属膜を積層したもので構成されるため、熱伝導性も高いが、遮光部721を構成する材料が必ずしも熱伝導性が高くない場合であっても、間隙部730内の液体冷媒90の対流により熱伝導を補うことが可能となる。   (2) In the optical device 804 of the present embodiment, the light shielding part 721 is composed of aluminum alone or a laminate of another metal film on aluminum, and thus has high thermal conductivity, but constitutes the light shielding part 721. Even when the material does not necessarily have high thermal conductivity, the heat conduction can be supplemented by the convection of the liquid refrigerant 90 in the gap 730.

(3)本実施形態の光学装置804における間隙部730の製造方法によれば、後に間隙部730となる被間隙部740を最初に形成し、次に、被間隙部740を覆うように遮光部721を形成し、次に、除去工程により被間隙部740を除去することにより、間隙部730を効率良く形成することができる
(第6実施形態)
(3) According to the manufacturing method of the gap portion 730 in the optical device 804 of the present embodiment, the gap portion 740 that will later become the gap portion 730 is formed first, and then the light shielding portion so as to cover the gap portion 740. Next, the gap portion 730 can be efficiently formed by removing the gap portion 740 in a removal step (sixth embodiment).

図17は、本発明の第6実施形態に係る光学装置の構造を示す概略断面図である。なお図17は、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)の対向基板5の概略断面図を示している。また図17は、紙面上方に図示しない液晶層が形成されており、対向基板5の下側から光束が入射する位置関係で示している。図17を用いて、光学装置805の構造および動作を説明する。   FIG. 17 is a schematic sectional view showing the structure of an optical device according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 17 is a schematic sectional view of the counter substrate 5 of the light valve 71 (liquid crystal light valve 1). FIG. 17 shows a positional relationship in which a liquid crystal layer (not shown) is formed above the plane of the paper, and a light beam enters from the lower side of the counter substrate 5. The structure and operation of the optical device 805 will be described with reference to FIG.

本実施形態の光学装置805は、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)の対向基板5の内面において、前述した第5実施形態での遮光部721が形成される断面内に、液体冷媒90が封入される中空部材としての中空管760を設置している。詳細には、図4(b)に示したと同様に、入射光αを表す線と、入射光βを表す線と、対向基板5の表面を示す線とで囲まれた領域Σ内に収まる範囲となる三角形状の断面において、断面丸形状の中空管760を設置して粘着材750で固定される。また、中空管760以外の断面部には平坦部770が形成される。なお、対向基板5の内面(平坦部770の形成する平坦な表面も含めて)には、共通電極57が形成され、その表面には、配向膜22bが形成されている。   In the optical device 805 of the present embodiment, the liquid refrigerant 90 is enclosed in the cross section in which the light shielding portion 721 in the fifth embodiment described above is formed on the inner surface of the counter substrate 5 of the light valve 71 (liquid crystal light valve 1). A hollow tube 760 is installed as a hollow member. Specifically, as shown in FIG. 4B, a range that falls within an area Σ surrounded by a line representing incident light α, a line representing incident light β, and a line representing the surface of counter substrate 5. A hollow tube 760 having a round cross section is installed and fixed with an adhesive 750 in a triangular cross section. Further, a flat portion 770 is formed in a cross-sectional portion other than the hollow tube 760. A common electrode 57 is formed on the inner surface of the counter substrate 5 (including the flat surface formed by the flat portion 770), and the alignment film 22b is formed on the surface.

図18は、中空管の設置工程を示すフローチャートである。図19は、図18に示したフローチャートの工程毎の概略断面図である。図18、図19を用いて、中空管760の設置工程を説明する。なお、実際に製造を行う場合には、大面積のマザー基板を用いて複数の対向基板5に中空管760を一括して設置するが、本実施形態では、中空管760の一部を取上げ、説明する。   FIG. 18 is a flowchart showing a hollow tube installation process. FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for each step of the flowchart shown in FIG. The installation process of the hollow tube 760 is demonstrated using FIG. 18, FIG. When actually manufacturing, the hollow tube 760 is collectively installed on the plurality of counter substrates 5 using a large-area mother substrate. In the present embodiment, a part of the hollow tube 760 is provided. Take up and explain.

図18に示すように、最初に、対向基板5の内面に中空管760を設置するための溝部29を形成する工程(ST41)を行う。次に、設置される中空管760を固定するための粘着材750を充填する工程(ST42)を行う。次に、中空管760を設置する工程(ST43)を行う。次に、中空管760を設置した後の溝部29に平坦部770を形成する工程(ST44)を行うことにより中空管760が設置および固定される。また、次工程で共通電極57、配向膜22bが形成される。   As shown in FIG. 18, the process (ST41) which forms the groove part 29 for installing the hollow tube 760 in the inner surface of the opposing board | substrate 5 first is performed. Next, a step (ST42) of filling an adhesive 750 for fixing the hollow tube 760 to be installed is performed. Next, a step of installing the hollow tube 760 (ST43) is performed. Next, the hollow tube 760 is installed and fixed by performing the process (ST44) of forming the flat part 770 in the groove part 29 after installing the hollow tube 760. In the next step, the common electrode 57 and the alignment film 22b are formed.

図19(a)に示すのは、対向基板5の内面に中空管760を設置するための溝部29を形成する工程(ST41)であり、対向基板5の内面に、機械加工やエッチングなどにより、断面形状が三角形となる溝部29を形成する。本実施形態では、機械加工を用いて、詳細には、切削加工を行い溝部29を形成している。   FIG. 19A shows a step (ST41) of forming a groove 29 for installing the hollow tube 760 on the inner surface of the counter substrate 5. The inner surface of the counter substrate 5 is machined, etched, or the like. Then, a groove 29 having a triangular cross-sectional shape is formed. In the present embodiment, the machining is performed, and in detail, the groove 29 is formed by cutting.

図19(b)に示すのは、中空管760を固定するための粘着材750を充填する工程(ST42)であり、断面形状が三角形に形成された溝部29の頂点Pの近傍となる断面領域に、粘着材750を所定量充填する。また、充填は、ディスペンサなどを用いることで正確に塗布し充填する。なお、粘着材750は、熱伝導性を有する粘着材料を用いている。   FIG. 19B shows a step (ST42) of filling the adhesive material 750 for fixing the hollow tube 760, and a cross section in the vicinity of the apex P of the groove 29 formed in a triangular cross section. A predetermined amount of adhesive material 750 is filled in the region. Further, the filling is performed by applying and filling accurately by using a dispenser or the like. In addition, the adhesive material 750 uses the adhesive material which has heat conductivity.

図19(c)に示すのは、中空管760を設置する工程(ST43)であり、断面丸形状をなす中空管760を溝部29に設置する。その際、設置した中空管760の外形部分が対向基板5の内面の面上に飛び出ない太さ(管径)とする必要がある。また、中空管760は、熱伝導性を有することが良く、また、対向基板5に入射する光束を反射させて散乱光としない表面状態を有することが良い。この工程により、中空管760は、粘着材750により、溝部29に固定される。   FIG. 19C shows a step of installing the hollow tube 760 (ST 43), and the hollow tube 760 having a round cross section is installed in the groove 29. At that time, it is necessary to set the thickness (tube diameter) so that the outer portion of the installed hollow tube 760 does not protrude onto the inner surface of the counter substrate 5. The hollow tube 760 preferably has thermal conductivity, and preferably has a surface state that reflects the light beam incident on the counter substrate 5 so as not to be scattered light. Through this step, the hollow tube 760 is fixed to the groove 29 by the adhesive material 750.

図19(d)に示すのは、中空管760を設置した後の溝部29に、平坦部770を形成する工程(ST44)である。平坦部770は、溝部29に中空管760を設置して固定した後、溝部29の中空管760以外の断面部を対向基板5の内面の面の高さまで、例えば前述した遮光部と同様の材料(アルミニウム単体やアルミニウムに他の金属膜を積層した材料)を用いて形成される。なお、平坦部770を形成する材料は、これ意外の金属材料でも良いし、樹脂材料でも良い。   FIG. 19D shows a step (ST44) of forming a flat portion 770 in the groove 29 after the hollow tube 760 is installed. After the flat tube 760 is installed and fixed in the groove 29, the flat portion 770 has a cross-sectional portion other than the hollow tube 760 of the groove 29 up to the height of the inner surface of the counter substrate 5, for example, similar to the above-described light blocking portion. These materials (a simple substance of aluminum or a material in which another metal film is laminated on aluminum) are used. The material for forming the flat portion 770 may be an unexpected metal material or a resin material.

なお、上述した各工程により設置された中空管760の内部には、後工程により、液体冷媒90が封入される。また、このように形成された対向基板5を用いて、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)が形成される。また、図9、図11で示す接触部7にも平坦部770と共に中空管760も延設されている。
このように形成されたライトバルブ71を用いて、図8、図9に示すと同様に組立てられることにより光学装置805が完成する。
In addition, the liquid refrigerant 90 is sealed in the hollow tube 760 installed in each process described above by a subsequent process. Further, the light valve 71 (liquid crystal light valve 1) is formed by using the counter substrate 5 formed in this way. Further, a hollow tube 760 is also extended along with the flat portion 770 in the contact portion 7 shown in FIGS.
Using the light valve 71 formed in this way, the optical device 805 is completed by assembling in the same manner as shown in FIGS.

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光学装置805によれば、ライトバルブ71の溝部29の断面内に、液体冷媒90が封入される中空管760を設置したため、ライトバルブ71で発生する熱は、中空管760に伝導して、接触部7からライトバルブ冷却枠に伝導する。また、中空管760に伝導した熱は、中空管760に封入される液体冷媒90にも伝熱し、液体冷媒90の対流により熱伝達が更に効率的に行われ、ライトバルブ冷却枠に伝導することができる。ライトバルブ冷却枠に伝導した熱は、第1実施形態と同様に効率的に冷却される。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the optical device 805 of this embodiment, since the hollow tube 760 in which the liquid refrigerant 90 is enclosed is installed in the cross section of the groove portion 29 of the light valve 71, the heat generated in the light valve 71 is moderate. Conducted to the empty tube 760 and conducted from the contact portion 7 to the light valve cooling frame. The heat conducted to the hollow tube 760 is also transferred to the liquid refrigerant 90 enclosed in the hollow tube 760, and heat transfer is further efficiently performed by the convection of the liquid refrigerant 90, and is conducted to the light valve cooling frame. can do. The heat conducted to the light valve cooling frame is efficiently cooled as in the first embodiment.

(2)本実施形態の光学装置805では、粘着材750および平坦部770は、熱伝導性を有する材料を用いているため、ライトバルブ71で発生した熱を中空管760およびライトバルブ冷却枠に伝導させる効率が向上する。   (2) In the optical device 805 of the present embodiment, since the adhesive material 750 and the flat portion 770 use a material having thermal conductivity, the heat generated in the light valve 71 is transferred to the hollow tube 760 and the light valve cooling frame. Improves the efficiency of conduction.

(3)本実施形態の光学装置805において、粘着材750、平坦部770、中空管760を形成する材料が、必ずしも熱伝導性が高くない場合であっても、中空管760内部の液体冷媒90の対流により熱伝導を補うことが可能となる。   (3) In the optical device 805 of this embodiment, even if the material forming the adhesive material 750, the flat portion 770, and the hollow tube 760 is not necessarily high in thermal conductivity, the liquid in the hollow tube 760 is liquid. The heat conduction can be supplemented by the convection of the refrigerant 90.

(4)本実施形態の光学装置805では、溝部29は、第1実施形態と同様に、領域Σ内に収まる範囲となる三角形状の断面内において、断面丸形状の中空管760を設置して粘着材750で固定されている。これにより、中空管760が、遮光部としての機能を果たすことができるため、隣接する画素電極の間の領域へ向かう光を遮光して、画素電極の有効表示領域へ向かう入射光を遮光しないことにより、画素電極へ向かう光を弱めることが無い。   (4) In the optical device 805 of the present embodiment, the groove portion 29 is provided with a hollow tube 760 having a round cross section in a triangular cross section within a range Σ within the area Σ, as in the first embodiment. It is fixed with an adhesive material 750. Accordingly, since the hollow tube 760 can function as a light shielding portion, the light directed to the area between the adjacent pixel electrodes is shielded, and the incident light directed to the effective display area of the pixel electrode is not shielded. As a result, the light traveling toward the pixel electrode is not weakened.

(5)本実施形態の光学装置805によれば、遮光部が形成される断面内(溝部29内)に液体冷媒90が封入される中空部材としての中空管760が設置されるため、液体冷媒90の漏洩のリスクを抑えることができる。   (5) According to the optical device 805 of the present embodiment, the hollow tube 760 as a hollow member in which the liquid refrigerant 90 is sealed is installed in the cross section (in the groove 29) where the light shielding portion is formed. The risk of leakage of the refrigerant 90 can be suppressed.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)前記第1実施形態および第2実施形態で示した光学装置800,801の中空部111は、ライトバルブ冷却枠110のライトバルブ固定枠当て面110aに断面凹形状で形成され、ライトバルブ固定枠120をライトバルブ固定枠当て面110aに押圧して固定することにより、中空の空間領域を形成している。しかし、これに限らず、ライトバルブ固定枠120を2体に分割し、その一方に例えば断面凹形状の溝部を形成し、その溝部を覆う形態で他方を接合することにより、中空部を形成しても良い。中空部は、色々な形成方法が考えられるが、本発明の主旨(技術思想)を逸脱しない範囲において、形成することで良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be added. A modification will be described below.
(Modification 1) The hollow portions 111 of the optical devices 800 and 801 shown in the first embodiment and the second embodiment are formed in a concave shape in cross section on the light valve fixing frame contact surface 110a of the light valve cooling frame 110, A hollow space region is formed by pressing and fixing the light valve fixing frame 120 to the light valve fixing frame abutting surface 110a. However, the present invention is not limited to this, and the light valve fixing frame 120 is divided into two bodies, and a hollow portion is formed by forming a groove portion having a concave cross section, for example, on one side and joining the other in a form covering the groove portion. May be. The hollow portion may be formed in various ways, but may be formed without departing from the gist (technical idea) of the present invention.

(変形例2)図20は、ストライプ状に遮光部を形成したときの概略平面図である。
前記実施形態における遮光部21,721は、格子状に対向基板5の内面に形成されているが、図20に示すように、遮光部722をストライプ状に形成しても良い。ストライプ状の遮光部722であっても遮光を十分に果たすことができる上、ライトバルブ71(液晶ライトバルブ1)の内部で発生した熱を当該ストライプに沿って伝熱させることができる。
(Modification 2) FIG. 20 is a schematic plan view when a light shielding portion is formed in a stripe shape.
Although the light shielding portions 21 and 721 in the above embodiment are formed on the inner surface of the counter substrate 5 in a lattice shape, the light shielding portions 722 may be formed in a stripe shape as shown in FIG. Even the stripe-shaped light shielding portion 722 can sufficiently shield light, and heat generated in the light valve 71 (liquid crystal light valve 1) can be transferred along the stripe.

(変形例3)前記第3実施形態において、例えば緑色光用のユニット700Gにおいて、ユニット700Gを構成する入射側光変換ユニット200G、光学装置800G、射出側光変換ユニット300Gは、並列に連結される構造となっているが、これに限らず、直列に連結される構造でも良い。その際、各光学素子の発熱量に基づいて、直列に連結する順序を決めることが好ましい。当然、赤色光用のユニット700R、青色光用のユニット700Bにおいても同様である。   (Modification 3) In the third embodiment, for example, in the unit 700G for green light, the incident side light conversion unit 200G, the optical device 800G, and the emission side light conversion unit 300G constituting the unit 700G are connected in parallel. Although it has a structure, it is not limited to this, and a structure connected in series may be used. At that time, it is preferable to determine the order of connection in series based on the calorific value of each optical element. Of course, the same applies to the unit 700R for red light and the unit 700B for blue light.

(変形例4)前記第3実施形態において、緑色光用のユニット700G、赤色光用のユニット700R、青色光用のユニット700Bは、並列に連結される構造となっているが、これに限らず、直列に連結される構造でも良い。その際、各光学素子の発熱量に基づいて、直列に連結する順序を決めることが好ましい。   (Modification 4) In the third embodiment, the green light unit 700G, the red light unit 700R, and the blue light unit 700B are connected in parallel, but the present invention is not limited thereto. The structure connected in series may be sufficient. At that time, it is preferable to determine the order of connection in series based on the calorific value of each optical element.

(変形例5)前記第3実施形態において、光学装置802として、入射側光変換ユニット200、光学装置800、射出側光変換ユニット300に対して、強制対流を行わせているが、光学装置800を構成するライトバルブ71だけに強制対流による冷却を行っても良い。その際、入射側光変換ユニット200および射出側光変換ユニット300は、自然対流または自然対流と空冷を使用することが好ましい。   (Modification 5) In the third embodiment, forced convection is performed on the incident-side light conversion unit 200, the optical device 800, and the emission-side light conversion unit 300 as the optical device 802. Cooling by forced convection may be performed only on the light valve 71 constituting the above. At that time, it is preferable that the incident side light conversion unit 200 and the emission side light conversion unit 300 use natural convection or natural convection and air cooling.

(変形例6)前記第3実施形態において、光学装置802として、各色光に対してユニット700R,700G,700Bを構成しているが、これに限られず、発熱量の大きい色光に対して構成させることでも良い。   (Modification 6) In the third embodiment, as the optical device 802, the units 700R, 700G, and 700B are configured for each color light. However, the present invention is not limited to this, and the optical device 802 is configured for color light with a large calorific value. That's fine.

(変形例7)前記第4実施形態において、中空部161を構成する冷媒熱伝導管161aに替えて、第1実施形態での中空部111の構成を適用しても良い。その際、中空部111に2ヶ所の開口部を形成し、形成した開口部と流路611とを連結し、また、その流路611とリザーブタンク531およびギヤポンプ551と連結することが好ましい。   (Modification 7) In the said 4th Embodiment, it may replace with the refrigerant | coolant heat conductive tube 161a which comprises the hollow part 161, and may apply the structure of the hollow part 111 in 1st Embodiment. At that time, it is preferable to form two openings in the hollow portion 111, connect the formed openings to the flow path 611, and connect the flow path 611 to the reserve tank 531 and the gear pump 551.

(変形例8)前記第6実施形態において、溝部29に平坦部770を形成して、その後の工程において、平坦部770の形成する平坦な表面と対向基板5の内面に共通電極57や配向膜22bを形成している。しかし、これに限らず、平坦部770の形成は行わずに、その後の工程において、対向基板5の内面に共通電極57や配向膜22bを形成しても良い。   (Modification 8) In the sixth embodiment, the flat portion 770 is formed in the groove portion 29, and the common electrode 57 and the alignment film are formed on the flat surface formed by the flat portion 770 and the inner surface of the counter substrate 5 in the subsequent steps. 22b is formed. However, the present invention is not limited thereto, and the common electrode 57 and the alignment film 22b may be formed on the inner surface of the counter substrate 5 in the subsequent process without forming the flat portion 770.

(変形例9)前記実施形態において、ライトバルブ冷却枠110,160は、熱伝導性の高い部材であるアルミニウム合金で形成されている。しかし、これに限らず、マグネシウム合金や、熱伝導性を有する樹脂材料などで形成しても良い。   (Modification 9) In the above embodiment, the light valve cooling frames 110 and 160 are made of an aluminum alloy that is a member having high thermal conductivity. However, the present invention is not limited to this, and a magnesium alloy or a resin material having thermal conductivity may be used.

(変形例10)前記実施形態でのプロジェクタ900は、光学系35を構成する光変調・変換部70としてライトバルブ71を3枚使用する3板方式を用いている。しかし、これに限らず、ライトバルブを1枚使用する単板方式を用いても良い。なお、単板方式を用いた場合には、照明光学系での色分離および色合成光学系などは不要とすることができる。また、使用する光学系によっては、ライトバルブの枚数は、4枚でも、2枚でも良く、ライトバルブの枚数は問わない。   (Modification 10) The projector 900 according to the above embodiment uses a three-plate system that uses three light valves 71 as the light modulation / conversion unit 70 constituting the optical system 35. However, the present invention is not limited to this, and a single plate method using one light valve may be used. When the single plate method is used, color separation and color synthesis optical system in the illumination optical system can be eliminated. Depending on the optical system used, the number of light valves may be four or two, and the number of light valves is not limited.

(変形例11)前記実施形態でのプロジェクタ900は、外部に設置されるスクリーン(不図示)などに光学像の投射を行うフロントタイプのプロジェクタ900を用いている。しかし、これに限らず、プロジェクタの内部にスクリーンを有して、そのスクリーンに光学像を投射するリアタイプのプロジェクタを用いても良い。   (Modification 11) The projector 900 in the above embodiment uses a front-type projector 900 that projects an optical image on a screen (not shown) installed outside. However, the present invention is not limited to this, and a rear type projector that has a screen inside the projector and projects an optical image on the screen may be used.

(変形例12)前記実施形態でのプロジェクタ900は、一つの光源装置30から射出された光を色分離光学系42で各色光に分離している。しかし、これに限らず、各色光を射出する複数の光源装置を用いても良い。例えば、固体光源である赤色光を射出する赤色LED(発光ダイオード)、緑色光を射出する緑色LED,青色光を射出する青色LEDを用いても良い。また、LD(レーザーダイオード)を用いることもできる。   (Modification 12) In the projector 900 according to the above embodiment, the light emitted from one light source device 30 is separated into each color light by the color separation optical system 42. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of light source devices that emit light of each color may be used. For example, a red LED (light emitting diode) that emits red light, which is a solid light source, a green LED that emits green light, or a blue LED that emits blue light may be used. An LD (laser diode) can also be used.

本発明の第1実施形態に係る液晶ライトバルブの等価回路図。1 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal light valve according to a first embodiment of the present invention. 液晶ライトバルブの平面構造の説明図。Explanatory drawing of the planar structure of a liquid crystal light valve. 液晶ライトバルブの断面構造の説明図。Explanatory drawing of the cross-section of a liquid crystal light valve. 液晶ライトバルブの説明図。Explanatory drawing of a liquid crystal light valve. 液晶ライトバルブの製造工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the manufacturing process of a liquid crystal light valve. 対向側マザー基板に遮光部を形成する工程の説明図であり、図6(a)は、対向側マザー基板の表面にレジストを塗布する説明図であり、図6(b)は、対向側マザー基板の表面を切削する説明図であり、図6(c)は、切削部分にアルミニウムを蒸着させる説明図であり、図6(d)は、レジスト部分及び上部のアルミニウムを除去する説明図。FIG. 6A is an explanatory diagram of a process of forming a light shielding portion on the opposing mother substrate, FIG. 6A is an explanatory diagram of applying a resist to the surface of the opposing mother substrate, and FIG. 6B is an opposing mother. FIG. 6C is an explanatory view for cutting the surface of the substrate, FIG. 6C is an explanatory view for depositing aluminum on the cut portion, and FIG. 6D is an explanatory view for removing the resist portion and the upper aluminum. 液晶ライトバルブを光学装置として構成し、プロジェクタに適用したときの光学系の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of an optical system when a liquid crystal light valve is comprised as an optical apparatus and it applies to a projector. 液晶ライトバルブを光学装置として構成した概略図であり、図8(a)は、光学装置の概略平面図であり、図8(b)は、光学装置の概略断面図。FIG. 8 is a schematic diagram in which a liquid crystal light valve is configured as an optical device, FIG. 8A is a schematic plan view of the optical device, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view of the optical device. 光学装置の要部断面図。Sectional drawing of the principal part of an optical apparatus. 光学装置をクロスダイクロイックプリズムに固定した概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in which an optical device is fixed to a cross dichroic prism. 本発明の第2実施形態に係る光学装置の構造を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the structure of the optical apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る光学装置の構造を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the optical apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る光学装置の構造を示す概略平面図。The schematic plan view which shows the structure of the optical apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る光学装置の構造を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the structure of the optical apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 間隙部の製造工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the manufacturing process of a gap | interval part. フローチャートの工程毎の概略断面図であり、図16(a)は、溝部を形成する工程を示す概略断面図であり、図16(b)は、被間隙部を形成する工程を示す概略断面図であり、図16(c)は、遮光部を形成する工程を示す概略断面図であり、図16(d)は、被間隙部を除去する工程を示す概略断面図。FIG. 16A is a schematic cross-sectional view for each process of the flowchart, FIG. 16A is a schematic cross-sectional view showing a process for forming a groove, and FIG. 16B is a schematic cross-sectional view showing a process for forming a gap portion. FIG. 16C is a schematic cross-sectional view showing a step of forming the light shielding portion, and FIG. 16D is a schematic cross-sectional view showing a step of removing the gap portion. 本発明の第6実施形態に係る光学装置の構造を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the structure of the optical apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention. 中空管の設置工程を示すフローチャート。The flowchart which shows the installation process of a hollow tube. フローチャートの工程毎の概略断面図であり、図19(a)は、溝部を形成する工程を示す概略断面図であり、図19(b)は、粘着材を充填する工程を示す概略断面図であり、図19(c)は、中空管を設置する工程を示す概略断面図であり、図19(d)は、平坦部を形成する工程を示す概略断面図。FIG. 19A is a schematic cross-sectional view showing a step of forming a groove, and FIG. 19B is a schematic cross-sectional view showing a step of filling an adhesive material. FIG. 19C is a schematic cross-sectional view showing a step of installing a hollow tube, and FIG. 19D is a schematic cross-sectional view showing a step of forming a flat portion. ストライプ状に遮光部を形成したときの概略平面図。The schematic plan view when a light shielding part is formed in a stripe shape.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶ライトバルブ、4…TFTアレイ基板(素子基板)、5…対向基板、6…シール材、8…液晶層、15…TFT素子、20…画素電極、21,721…遮光部、22a,22b…配向膜、28…切削部分、29…溝部、30…光源装置、35…光学系、40…照明光学系、42…色分離光学系、57…共通電極、70…光変調・変換部、71…ライトバルブ、71a…画像形成領域、80…色合成光学系、85…投射部、110,160…ライトバルブ冷却枠、111,161…中空部、120…ライトバルブ固定枠、140…弾性部材、150…熱伝導部材、161a…冷媒熱伝導管、500…冷媒蓄積部、510…送出タンク、520…戻りタンク、530,531…リザーブタンク、540…ラジエータ、550…ポンプ、551…ギヤポンプ、600,601…循環部、610,611…流路、730…間隙部、750…粘着材、760…中空管、770…平坦部、800〜805…光学装置、900…プロジェクタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal light valve, 4 ... TFT array substrate (element substrate), 5 ... Counter substrate, 6 ... Sealing material, 8 ... Liquid crystal layer, 15 ... TFT element, 20 ... Pixel electrode, 21, 721 ... Light-shielding part, 22a, 22b ... alignment film, 28 ... cutting part, 29 ... groove part, 30 ... light source device, 35 ... optical system, 40 ... illumination optical system, 42 ... color separation optical system, 57 ... common electrode, 70 ... light modulation / conversion part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 71 ... Light valve, 71a ... Image formation area, 80 ... Color composition optical system, 85 ... Projection part, 110, 160 ... Light valve cooling frame, 111, 161 ... Hollow part, 120 ... Light valve fixed frame, 140 ... Elastic member , 150 ... heat conduction member, 161a ... refrigerant heat conduction pipe, 500 ... refrigerant accumulation part, 510 ... delivery tank, 520 ... return tank, 530, 531 ... reserve tank, 540 ... radiator, 550 ... pump, 5 1 ... gear pump, 600, 601 ... circulation unit, 610, 611 ... passage, 730 ... gap, 750 ... adhesive, 760 ... hollow tube, 770 ... flats, 800-805 ... optical device, 900 ... projector.

Claims (7)

液体冷媒を用いて冷却を行う光学装置であって、
光束を画像情報に応じて変調して射出する光変調素子と、
前記光変調素子を保持し、前記光変調素子の画像形成領域外に対応する領域に、前記液体冷媒が内部に封入される中空部が形成され熱伝導性を有する光変調素子冷却枠と、を備え、
前記光変調素子は、複数の画素電極および当該画素電極を駆動するスイッチング素子が配列される素子基板と、
前記素子基板と対向して設けられ、所定領域内の内面に断面を有する対向基板と、
前記対向基板の外面から前記素子基板側に向けて所定角度で入射する入射光のうち、隣接する前記画素電極の間の領域へ向かう光を遮光して前記画素電極の有効表示領域へ向かう前記入射光を遮光しない前記対向基板の前記所定領域内に有する前記断面内に、熱伝導性を有して形成される遮光部と、を有し、
前記光変調素子冷却枠は、前記中空部内の前記液体冷媒に対して熱伝導可能に前記光変調素子の有する前記遮光部を密着固定して、前記光変調素子を前記保持することを特徴とする光学装置。
An optical device that performs cooling using a liquid refrigerant,
A light modulation element that modulates and emits light according to image information;
A light-modulating element cooling frame that holds the light-modulating element and has a thermal conductivity in a region corresponding to the outside of the image-forming area of the light-modulating element, in which a hollow portion in which the liquid refrigerant is enclosed is formed; Prepared,
The light modulation element includes a plurality of pixel electrodes and an element substrate on which switching elements for driving the pixel electrodes are arranged;
A counter substrate provided facing the element substrate and having a cross section on the inner surface in a predetermined region;
Of the incident light incident at a predetermined angle from the outer surface of the counter substrate toward the element substrate side, the light traveling toward the region between the adjacent pixel electrodes is shielded to enter the effective display region of the pixel electrode. A light-shielding portion formed with thermal conductivity in the cross-section having the predetermined area of the counter substrate that does not shield the incident light; and
The light modulation element cooling frame holds the light modulation element by closely fixing the light shielding portion of the light modulation element so as to be able to conduct heat to the liquid refrigerant in the hollow portion. Optical device.
請求項1に記載の光学装置であって、
前記光変調素子冷却枠の前記中空部と連結され、前記液体冷媒を循環させる流路を形成する循環部と、
前記循環部の前記流路中に設置され、前記循環部を介して連結される前記中空部に前記液体冷媒を強制的に循環させる循環駆動部と、を備えることを特徴とする光学装置。
The optical device according to claim 1,
A circulation part connected to the hollow part of the light modulation element cooling frame and forming a flow path for circulating the liquid refrigerant;
An optical device comprising: a circulation drive unit that is installed in the flow path of the circulation unit and forcibly circulates the liquid refrigerant in the hollow portion that is connected via the circulation unit.
請求項2に記載の光学装置であって、
前記循環部および前記循環駆動部は、前記中空部を形成する前記光変調素子冷却枠に設置されて構成されることを特徴とする光学装置。
The optical device according to claim 2,
The optical device, wherein the circulation unit and the circulation drive unit are installed in the light modulation element cooling frame forming the hollow portion.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光学装置であって、
前記遮光部が形成される前記断面内に前記液体冷媒が封入される間隙部を有していることを特徴とする光学装置。
An optical device according to any one of claims 1 to 3,
An optical device comprising a gap portion in which the liquid refrigerant is sealed in the cross section in which the light shielding portion is formed.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光学装置であって、
前記断面内に前記液体冷媒が封入される中空部材が設置されることを特徴とする光学装置。
An optical device according to any one of claims 1 to 3,
An optical device, wherein a hollow member in which the liquid refrigerant is enclosed is installed in the cross section.
請求項4に記載の光学装置の有する前記間隙部の製造方法であって、
前記対向基板の有する前記断面内に、前記遮光部を形成する材料とは異なる材料により被間隙部を形成する工程と、
前記断面内に前記被間隙部を覆うように前記遮光部を形成する工程と、
前記被間隙部を除去する除去工程と、を含むことを特徴とする間隙部の製造方法。
A method for manufacturing the gap portion of the optical device according to claim 4,
Forming a gap portion with a material different from a material for forming the light shielding portion in the cross section of the counter substrate;
Forming the light shielding portion so as to cover the gap portion in the cross section;
And a removing step of removing the gap portion.
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の光学装置と、光束を射出する光源装置と、前記光学装置により形成された光学像を投射する投射部と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
The optical device according to any one of claims 1 to 5, a light source device that emits a light beam, and a projection unit that projects an optical image formed by the optical device. projector.
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